HD-ZIP I转录因子SNP导致黄瓜毛状体形态畸变(GydF4y2Ba黄瓜GydF4y2Ba）GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

毛状体是细胞分化的分析优良样板系统和植物保护发挥重要作用。从黄瓜自交系WD1'，我们确定了EMS诱导皮毛异常开发突变，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba它们的头毛更小、更密，也没有金字塔形状的头毛。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

采用FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和BCGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba由杂交而成的种群GydF4y2BanpsGydF4y2Ba而‘9930’的遗传分析表明GydF4y2BanpsGydF4y2Ba性状由一个隐性核基因控制。我们确定了GydF4y2BaCSNPS.GydF4y2Ba通过对576个FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba杂交产生的种群GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和自交系'9930'。这GydF4y2BaCSNPS.GydF4y2Ba位于第3号染色体13.4 kb的基因组区域，该区域包含3个预测基因。序列分析显示9930和9930之间只有一个单核苷酸突变(C→T)GydF4y2BanpsGydF4y2Ba是在?的第二外显子中发现的GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba，特定工厂级的I HD-Zip的基因。等位性测试的结果也表明，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba是一种新的等位突变体GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba（GydF4y2BaMicro-trichomeGydF4y2Ba）.因此，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba被重命名GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba．通过比较GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2BaVS WD1和06-2（GydF4y2BamGydF4y2Ba）Vs 06-1（野生型，06-2的近代线），鉴定了几种可能与毛状体发育有关的潜在靶基因。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

我们的研究结果表明，GydF4y2BaMICT-L130FGydF4y2Ba参与毛状体的形态发生。基于映射的克隆GydF4y2BaMICT-L130FGydF4y2Ba该基因可促进黄瓜毛状体发育的研究。GydF4y2Ba

毛状体是分布在空中部位的大型专用表皮细胞[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba］．在不同的物种中，滴毛体可以被归类为单细胞或多细胞，腺或非腺体，并分支或未支链[GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba］．毛状体在保护植物免受生物和非生物胁迫，如昆虫捕食，多余的蒸腾和紫外线[中发挥重要作用GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba］．单细胞和多细胞毛状体的发育可能受到不同途径的控制。GydF4y2Ba

在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba，巨单表皮细胞，毛已成为一个优秀的模型系统研究细胞分化和发育，因为它很容易分析它们在基因，基因组和细胞生物学水平。毛状体不同的图案化方法依赖于复杂的基因表达和细胞间的信号转导[GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba］．在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2BaMYB-bHLH- wdr复合物由R2R3型MYB转录因子GLABRA 1 (GL1)、bHLH转录因子GLABRA 3/ENHANCER OF GLABRA 3 (GL3/EGL3)和WD40重复蛋白TRANSPARENT TESTA GLABRA 1 (TTG1)组成。GLABRA 2 (GL2)可被MBW复合物激活，然后启动毛状体[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba11GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12GydF4y2Ba那GydF4y2Ba13GydF4y2Ba］．在成熟的毛状体中，GydF4y2BaGL2GydF4y2Ba中高度表达并且是必要的毛状体起始和维持细胞的分化过程中[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba］．R3型MYB转录因子也可被MBW复合物CAPRICE (CPC)、ENHANCER OF TRY和cpc1 (ETC1)、ETC2和et3激活，这些都属于转录因子，在毛状体发育中起负调控作用[GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18GydF4y2Ba］．R3型MYB转录因子可以移动到相邻单元并与GL3和TTG1相互作用，形成不同的R3型MBW复合物。这种复杂的抑制邻近细胞中的毛细血体分化，因为它不能激活GydF4y2BaGL2GydF4y2Ba表达 [GydF4y2Ba18GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

黄瓜 （GydF4y2BaCucumis sativusGydF4y2BaL.）是全球最重要的商业蔬菜之一，已成为研究多细胞毛细胞形成和发展的模型植物。毛状体在黄瓜中广泛分布在不同的器官上，例如叶，茎，分支，花，卷须和水果。水果上的毛粒通常称为“水果刺”。水果刺直接影响水果外观和感知质量。与此相反GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba在美国，已鉴定出少数与毛状体形成和发育有关的基因。其中,GydF4y2Ba下三角阵GydF4y2Ba（GydF4y2Batrichome-lessGydF4y2Ba） 和GydF4y2Bacsgl3GydF4y2Ba（GydF4y2Baglabrous3GydF4y2Ba）是具有相同基因的不同突变形式的等位基因（GydF4y2BaCsa6G514870GydF4y2Ba）.在GydF4y2Ba下三角阵GydF4y2Ba和GydF4y2Bacsgl3GydF4y2Ba中，无毛的字符上的茎，叶，卷须，插座和卵巢观察到的，并有水果表面上没有刺或肿瘤[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21GydF4y2Ba那GydF4y2Ba22GydF4y2Ba那GydF4y2Ba23GydF4y2Ba］．这GydF4y2Bamicro-trichomeGydF4y2Ba（GydF4y2BamGydF4y2Ba），GydF4y2Ba小支的头发GydF4y2Ba（GydF4y2Ba《旅GydF4y2Ba）， 和GydF4y2Ba无毛1.GydF4y2Ba（GydF4y2Bacsgl1GydF4y2Ba）鉴定等位基因作为基因中相同的2649bp片段缺失的结果GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba．这些突变体的茎、叶、卷须和子房表面没有明显的毛状体[GydF4y2Ba24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba25GydF4y2Ba那GydF4y2Ba26GydF4y2Ba］．无疣的表型GydF4y2Ba瘤果GydF4y2Ba（GydF4y2Ba你GydF4y2Ba）是由于删除了包括启动子和CDS区域的4888个BP地区GydF4y2BaCSA5G577350.GydF4y2Ba（GydF4y2Ba你GydF4y2Ba) ［GydF4y2Ba27GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

在这个研究中，一本小说GydF4y2Ba没有金字塔形状的头毛GydF4y2Ba（GydF4y2BanpsGydF4y2Ba）突变体在甲磺酸乙酯（EMS）被鉴定-mutagenized WD1（中国北方型）黄瓜人口。我们分离GydF4y2BanpsGydF4y2Ba基因图谱克隆，发现GydF4y2BanpsGydF4y2Ba是的等位基因GydF4y2BamGydF4y2Ba与单个核苷酸取代。因此，我们改名为基因GydF4y2BaMICT-L130FGydF4y2Ba．此外，进行转录组分析以鉴定涉及在黄瓜中畸形毛状体/刺的形成和发育的基因。这项工作丰富了毛状体的表型，并促进了调节黄瓜培养体发育的分子机制的探索。GydF4y2Ba

植物材料和表型数据收集GydF4y2Ba

这GydF4y2Ba没有金字塔形状的头毛GydF4y2Ba（GydF4y2BanpsGydF4y2Ba）突变体从M识别GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba家族来源于ems诱变的黄瓜WD1 (WT，华北型)群体。第一代突变体(MGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba)自花授粉两代，使突变基因纯合子，然后FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和BCGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba群体产生了GydF4y2BanpsGydF4y2Ba(女)和9930(华北型)(男)为父母。黄瓜行06-2是自发的GydF4y2BamGydF4y2Ba华北近交系06-1(野生型)突变体[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba］．所有植物均在上海交通大学温室自然阳光下生长。GydF4y2Ba

叶片完全展开时，通过目测测定各植株的叶片表型。对表型数据进行卡方拟合优度检验，验证与预期的3:1分离的FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba人口或1：1个分离在BCGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba人口。GydF4y2Ba

扫描电子显微镜（SEM）分析GydF4y2Ba

少年叶（长度为3厘米）和水果（长度为4厘米）WT和GydF4y2BanpsGydF4y2Ba收获和固定在甲醛醋酸acid-ethanol (FAA)含有50% (v / v)乙醇,5% (v / v)醋酸,和3.7% (v / v)甲醛在4°C 24 h,通过分级脱水乙醇系列(50岁,60岁,70年,85年,90年,95年和100%),临界点干燥在徕卡EM CPD030干燥器(徕卡微系统公司,位于德国),在日立E-1045离子溅射和碳涂层装置(日立，东京，日本)中涂以金钯，然后通过JSM-6360LV扫描电子显微镜(JEOL, Peabody, MA, USA)观察[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

分子标记的开发和图谱克隆GydF4y2Ba

在基因组重测序的基础上，建立了缺失插入(InDel)和单核苷酸多态性(SNP)标记。WT的基因组在Illumina HiSeq™2000平台上重新测序(Biomarker Technologies，北京，中国)。通过30倍的测序深度，所有的clean reads被映射到“9930”基因组序列(GydF4y2Bahttp://cucurbitgenomics.org/organism/2GydF4y2Ba,版本2)。用geneil软件包检测WD1 ~ 9930之间的InDel和SNP位点。只有插入或缺失长度大于3 bp的片段被用于开发InDel标记。对于SNP分型，约800 bp的片段，包括片段中间的SNP位点，被扩增和测序。引物采用Primer Premier 5.0设计。本研究使用的SSR引物均由中国农业科学院黄三文教授小组提供。GydF4y2Ba

该分群分析（BSA）法[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba]进行多态标记筛选和定位GydF4y2BanpsGydF4y2Ba轨迹。十个人随机从F中的任何金字塔形头毛状体和野生型表型的植物选择GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba种群创建两个DNA池(M和W DNA池)。FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba初始映射的人口GydF4y2BanpsGydF4y2Ba位于第3染色体(Chr3)。另一个更大的FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba种群由9930个和504个个体组成GydF4y2BaNSP.GydF4y2Ba然后用于精细映射GydF4y2BanpsGydF4y2Ba具有SNP标记和indel标记的基因座[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba31GydF4y2Ba那GydF4y2Ba32GydF4y2Ba］．用Join-Map 4.0绘制遗传图谱。表中提供了所有新开发标记的信息GydF4y2BaS1GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

DNA提取和分子标记分析GydF4y2Ba

用CTAB法从幼叶中提取基因组DNA [GydF4y2Ba33GydF4y2Ba］．F要么the SSR and InDel markers, PCRs were carried out using a 10 μl volume containing 40 ng genomic DNA, 0.5 μM each primer, 200 μM dNTPs, 1× reaction buffer, and 0.5 U Taq DNA polymerase (Takara Bio Inc., Beijing, China). PCR amplification was performed on a PCR thermocycle instrument (Applied Biosystems, Foster, USA) using the following PCR program: 94 °C for 5 min; 35 cycles of 94 °C for 30 s, 50–60 °C for 30 s, 72 °C for 30 s; and a final 72 °C for 5 min. Products were separated on an 8% polyacrylamide gel by electrophoresis. After electrophoresis at 220 V for 1.5 h, the gel was separated from the plates and stained in 0.2% AgNO_3.GydF4y2Ba解决方案（上海市石益化学品试剂，上海，中国）。最后，将染色的凝胶转移到显影液（1.5％氢氧化钠和0.4％甲醛）中以显示银染色的DNA带。对于SNP标记，PCR反应和PCR扩增与SSR标记相同。反应样品的体积为20μL，通过测序分析产物（Sangon Biotech，Shanghai，China）[GydF4y2Ba34GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

样品采集和qRT-PCRGydF4y2Ba

心尖叶（三个独立的生物学重复）从WT收集GydF4y2BanpsGydF4y2Ba．采用OminiPlant RNA Kit (DNase I) (CWBIO, Nanjing, China)提取总RNA。根据HiFiScript cDNA Synthesis Kit (CWBIO, Nanjing, China)协议制备第一链cDNA。采用FastStart Universal SYBR Green Master Mix (ROX) (Roche)和CFX96 Touch™Real-Time PCR系统进行定量PCR (qPCR)。黄瓜GydF4y2BaCsActinGydF4y2Ba基因被选择作为内部控制[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba］．每个基因使用三个生物重复。每次qRT-PCR实验均采用3个技术重复。基因特异性引物如表所示GydF4y2BaS1GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

材料RNA-seqGydF4y2Ba

总RNA从根尖叶中提取。两个表型的比较分析转录RNA-SEQ用3次生物学重复进行。由北京基因组研究所（BGI，中国）使用BGISEQ-500进行图书馆建设和测序。基因组DNA用放大级的DNase I（表观遗传学，美国）两大消化被删除。将RNA剪切并使用随机引物反转录以获得的cDNA，其用于文库构建。使用生物分析仪2100（安捷伦）测定文库的质量，然后使用测序平台BGISEQ-500（BGI，中国）用于测序文库GydF4y2Ba36GydF4y2Ba］．筛选所有生成的原始测序读取以删除使用适配器的读取，并读取未知基础大于低质量读数的10％。获得了清洁读取并以FASTQ格式保存。我们使用了bowtie2 [GydF4y2Ba37GydF4y2Ba]映射清洁读取到参考基因组，（1 Cucumber_ChineseLong_v2，[GydF4y2Ba38GydF4y2Ba]）。读出的计数进行了总结，并且外显子的片段每千碱基每百万片段映射（FPKM）计算用于在参考序列中的每个注解。该方法NOISeq [GydF4y2Ba39GydF4y2Ba使用为了筛选组之间DEGS。使用OmicShare工具（进行表达趋势分析GydF4y2Bahttp://www.omicshare.com/toolsGydF4y2Ba）.清洁数据已上传到国家生物技术信息中心(NCBI)(项目编号:PRJNA706516、PRJNA706464、PRJNA706461、PRJNA706463、PRJNA706462、PRJNA706166)。GydF4y2Ba

酵母一个杂化分析GydF4y2Ba

对于酵母单杂交测定，MICT-L130F开放阅读框（ORF）从GydF4y2BanpsGydF4y2Ba然后克隆到pB42AD载体中。将WD基因CsTT4、CsFLS1、CsCER26和CsMYB36的2 kb启动子插入载体中。将pb42ad - mic - l130f与placZ-CsTT4Pro、placZ-CsFLS1Pro、placZ-CsCER26Pro或placZ-CsMYB36Pro共转化到酵母株EGY48a中。空载体作为阴性对照[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba］．引物列于表GydF4y2BaS1GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

表型特征GydF4y2Ba

这俩GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和WT通过在雄花，卷须，水果和树叶覆盖的毛。与WT毛状体相比，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba皮毛看起来很短，嫩树叶，雌花和卷须或刺水果（图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba广告）。9930，将其用于生产在FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba在野生型的叶、茎和其他器官中显示出与野生型相似的表型。用光学显微镜观察了黄瓜果刺。显然，野生型果实上的棘比野生型果实上的棘要大得多GydF4y2BanpsGydF4y2Ba水果。此外，野生型和野生型果实棘的结构也不同GydF4y2BanpsGydF4y2Ba．在WT中，棘由锥体状的顶端细胞、细长的柄细胞和扩大的基底细胞组成。结节将棘与表皮连接起来(图。GydF4y2Ba1GydF4y2Bae)。GydF4y2BanpsGydF4y2Ba，果刺呈圆锥形，但无尖。在刺周围可以看到许多小而密集的肿块(图)。GydF4y2Ba1GydF4y2Baf)。GydF4y2Ba

为了更详细地描述黄瓜毛状体的形态特征，我们用扫描电镜观察了黄瓜叶毛状体和果刺。在WT中，大多数毛状体是非腺状的，由锥体状的顶端细胞、多细胞的柄和2 - 4个拉长的圆柱形细胞和馅饼形的基部细胞组成。少数为腺毛状体，呈小圆形(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba的)。GydF4y2BanpsGydF4y2Ba，毛状体中没有扩大的基底细胞，而扁平的圆柱形茎细胞将顶端细胞连接到叶表面(图2)。GydF4y2Ba2GydF4y2Bab）。有在突变体毛状体的两种类型（I型和II）。型І和II型之间的主要区别是顶端细胞的形状。I型的顶端细胞形状（图GydF4y2Ba2GydF4y2Bac）是圆形的;但是，II型的形状（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Bapapillar-shaped d)。GydF4y2Ba

WT的果棘明显，果结节清晰，果棘基部由数百个球形细胞组成，其大小小于茎细胞。茎由3到7个圆柱形细胞和一个金字塔形的顶端细胞组成(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Bae)。GydF4y2BanpsGydF4y2Ba，有三种类型(I型、II型和III型)的刺，它们挤在一起(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Baf).型无分枝，锥形，没有尖锐的顶端细胞和果小瘤。整个脊柱由与野生型脊柱基部相似的球形细胞组成，顶部有三到四个扁平细胞。型有分枝，顶端细胞为球形。II型的大小比I型小，因为II型细胞较少。III型最小，细胞数量大大减少，基部与茎分离困难;然而，顶端细胞也是球形的(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Bag)。GydF4y2Ba

为了进一步检测毛状体的发育，我们通过光学显微镜和扫描电镜观察了WT和突变体萌发过程中叶原基的变化。根据形态，毛状体的初始发育可分为五个阶段。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.在第一阶段，没有皮毛出现在叶原基。在第二阶段，几个凸起出现的叶面上。在阶段III中，凸起的质量形成，并且它们的形状被变换成圆锥状结构。在第四阶段，多毛开始发育。在第五阶段中，毛状体的形态和密度基本形成和叶的发育过程中的毛状体进一步细长。WT之间的最大区别GydF4y2BanpsGydF4y2Ba从III期到v期，锥体状的顶端细胞不能发育GydF4y2BanpsGydF4y2Ba．这些结果表明，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba在毛状体的形态发生中的作用。GydF4y2Ba

这GydF4y2BanpsGydF4y2Ba该位点受黄瓜隐性核基因控制GydF4y2Ba

所有f的毛状体/水果刺GydF4y2Ba_1GydF4y2Ba杂交产生的植物GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和9930均与9930无显著的表型差异的一致发现纯合显性之间（GydF4y2BaNPS / NPS.GydF4y2Ba)和杂合子(GydF4y2BaNPS / NPS.GydF4y2Ba)植物。178年的GydF4y2BanpsGydF4y2Ba× 9930 F_2GydF4y2Ba132株和46株分别表现出9930和突变型。拟合优度χGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba测试表明，在F中的分离比率GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba（χGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba = 0.029 < χ^2GydF4y2Ba_{0.05, 1GydF4y2Ba}= 3.84)，与预期的3:1分离比一致。186(中GydF4y2BanpsGydF4y2Ba××9930)GydF4y2BanpsGydF4y2Ba公元前GydF4y2Ba_1GydF4y2Ba单株87株，突变株99株，分别表现出9930个和9930个表型，符合1:1分离比GydF4y2Ba^2GydF4y2Ba = 0.65 < χ^2GydF4y2Ba_{0.05, 1GydF4y2Ba}= 3.84）。这些结果表明fGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和BCGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba孟德尔种族隔离证实了这一点GydF4y2BanpsGydF4y2Ba被黄瓜中的一个隐性核基因赋予。GydF4y2Ba

初级制图GydF4y2BanpsGydF4y2Ba轨迹GydF4y2Ba

遗传图谱GydF4y2BanpsGydF4y2Ba采用BSA方法进行基因座检测。多态性SSR标记之间GydF4y2BanpsGydF4y2Ba9930已经被确认。通过对基因组数据的重测序，发现了73个多态性InDel标记GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和9930年开发出来。所有56个多态性SSR标记和73个多态性indel标记GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和9930用于分析W和M DNA库。其中5个标记(SSR04724、Indel3-14、Indel3-27、SSR11397、SSR13974)在W和M DNA库中具有多态性。这5个标记均位于黄瓜3号染色体上。利用72个个体进行遗传连锁分析GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba人口表明，GydF4y2BanpsGydF4y2Ba与这五个标记（图链接。GydF4y2Ba4GydF4y2Ba）.结果表明：GydF4y2BanpsGydF4y2Ba位于第3号染色体上，Indel3-14和Indel3-27之间大约有6.7 cM的间隔(图2)。GydF4y2Ba4GydF4y2Ba）.来缩小所述目标区域，Indel3-14和Indel3-27之间的三个新的多晶个InDel标记（Indel3-42，Indel3-56，Indel3-70）的基础上的基因组序列（图被开发出来。GydF4y2Ba4 bGydF4y2Ba）.这GydF4y2BanpsGydF4y2Ba通过504 F基因分型，将基因座定位在3号染色体上Indel3-56和Indel3-70之间GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba个人(图。GydF4y2Ba4 bGydF4y2Ba）.通过基因分型504个体在Indel 3-56和Indel 3-70之间鉴定了总共21种重组剂。GydF4y2Ba

精细映射GydF4y2BanpsGydF4y2Ba轨迹GydF4y2Ba

按照重测序基因组数据，有Indel3-56和Indel3-70之间没有更多的多态性标记的InDel。因此，SNP标记进行精细定位的发展。五SNP标记开发，这些SNP标记显示之间多态性GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和9930年。利用Indel3-56和Indel3-70之间的21个重组体进行多态性SNP标记精细定位。最后,GydF4y2BanpsGydF4y2Ba位点定位在SNP3和SNP4标记之间，物理距离为13.4 kb。GydF4y2Ba4摄氏度GydF4y2Ba）.GydF4y2Ba

候选基因鉴定GydF4y2Ba

在这个13.4 kb的基因组区域，从9930基因组数据库(GydF4y2Bahttp://cucurbit-genomics.org/organism/2GydF4y2Ba）.三个基因的信息及预测功能见表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba．通过对9930和9930三个基因的编码序列和原体区域的分析GydF4y2BanpsGydF4y2Ba，在基因中只发现一个非同义单核苷酸突变GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba，而在其他两个基因中没有发现差异(图。GydF4y2Ba4 dGydF4y2Ba）.此外，候选基因的单核苷酸突变仅存在于GydF4y2BanpsGydF4y2Ba突变株，其他10个黄瓜株系均未发生突变GydF4y2BaS1GydF4y2Ba）.该数据表明，该SNP可能是毛状体的表型的因果SNP。我们也研究过这个SNP与联动关系GydF4y2BanpsGydF4y2Ba轨迹。基于该SNP开发的DCAPS标记（DCAPS-M）（表中的底漆信息GydF4y2BaS1GydF4y2Ba)的基因型为504GydF4y2BanpsGydF4y2Ba× 9930 F_2GydF4y2Ba植物。结果表明，DCAPS-M与该结果共同分离GydF4y2BanpsGydF4y2Ba轨迹在该人群中（图GydF4y2BaS1GydF4y2Ba）.因此，我们的结论是，GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba，一种I类同源结构域-亮氨酸拉链(HD-ZIP)基因，携带SNP位点是最有可能的候选基因GydF4y2BanpsGydF4y2Ba．GydF4y2Ba

基因组序列GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba从9930年开始,GydF4y2BanpsGydF4y2Ba被克隆，全长GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba在9930参考基因组中是2930 bp。9930之间的序列对齐GydF4y2BanpsGydF4y2Ba在D.icated that a single nucleotide mutation (C → T) occurred in the second exon of theCsa3G748220GydF4y2Ba基因，导致氨基酸从亮氨酸转变为苯丙氨酸。之前的研究证实了隐性突变GydF4y2BamGydF4y2Ba有2649 bp基因组缺失GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba并且似乎是叶子，茎，树枝和花朵上没有明显的毛粒，或果实上的毛茸茸[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba］．同时进行等位基因检验。穿越GydF4y2BanpsGydF4y2Ba和GydF4y2BamGydF4y2Ba突变体,FGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba植株表现为微毛状体表型GydF4y2BamGydF4y2Ba．在132GydF4y2BanpsGydF4y2Ba×GydF4y2BamGydF4y2BaFGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba单株33株和单株99株无锥形头毛和微毛表型，符合1:3分离比。这些结果表明，两个突变体的突变位点发生在同一基因上(图)GydF4y2BaS2GydF4y2Ba),GydF4y2BanpsGydF4y2Ba是的等位基因突变GydF4y2BamGydF4y2Ba,更名为GydF4y2BaMICT-L130F。GydF4y2Ba

转录组概要分析GydF4y2Ba

为了研究基因调控网络GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba，对06 ~ 2 (GydF4y2BamGydF4y2Ba）与其野生型06-1和GydF4y2BanpsGydF4y2Ba（GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba)，与野生型WD1比较。06-2和06-1的转录组数据来自以前的研究[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba在这项研究中GydF4y2BanpsGydF4y2Ba（GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba)和WD1测定。我们从每个文库中生成了4946 ~ 5138万条原始reads，去除低质量reads和适配器序列后，获得了4569 ~ 4762万条干净reads。测序结果显示，93.96 ~ 96.24%的测序结果在基因库中有准确的定位。基因表达量由FPKM值计算，差异表达量由统计参数定义(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05 and fold change > 2 or < −2).

以0.05的虚假发现率（FDR），一组GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba基于三个独立生物复制的RNA-SEQ数据进行分析VS WD1。共鉴定了总共500种差异表达基因（DEGS）GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2BaVS WD1，包括194上调和306下调基因（表GydF4y2BaS2GydF4y2Ba）.进一步分析发现53个基因和50个基因上调或分别下调，在两组中，GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2BaVS WD1和06-2 VS 06-1（图GydF4y2Ba5 a、bGydF4y2Ba）.因此，103个DEGs可能与黄瓜毛状体发育有关。为了确定这些基因的功能，我们进行了基因本体论(GO)术语富集和KEGG分析。最显著富集的氧化石墨烯术语是生物过程中的“氧化-还原过程”、细胞组分中的“膜的组成部分”和分子功能中的“铁离子结合”(图)。GydF4y2Ba5度GydF4y2Ba）.基于KEGG数据库，通过通路富集分析，鉴定了富集显著的植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢、苯丙素生物合成、氰氨基酸代谢和MAPK信号通路(图2)。GydF4y2Ba5 dGydF4y2Ba）.GydF4y2Ba

此外，我们还对这些deg的功能进行了分类，并重点分析了6个参与植物激素途径或编码与毛状体形成相关的关键转录因子的基因(见表)GydF4y2Ba2GydF4y2Ba）.为了进一步确认通过RNA-SEQ分析，鉴定DEGS，我们通过检查在表中所示的基因的表达测试的转录数据GydF4y2Ba2GydF4y2Ba用定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR），并发现与转录数据具有良好的一致性（图GydF4y2BaS3GydF4y2Ba）.除了GydF4y2BaJAZ1-likeGydF4y2Ba基因GydF4y2BaIAA16-likeGydF4y2Ba基因，相对表达折叠变化GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba/WD1高于06-2/06-1(图2)。GydF4y2Ba5 eGydF4y2Ba）.在表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba，编码关键转录因子的三种基因可以与培养体的发育联系起来。推定的同源物GydF4y2BaCsa1G051590GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳GydF4y2Ba是一个GydF4y2BaSPL9-likeGydF4y2Ba通过调控miR172及其靶点促进成毛期毛状体形成的基因GydF4y2Ba吃1GydF4y2Ba（GydF4y2BaTOE1GydF4y2Ba） 和GydF4y2BaTOE2GydF4y2Ba[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba那GydF4y2Ba41GydF4y2Ba］．推定的同源物GydF4y2BaCsa5G604260GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳GydF4y2Ba编码参与叶和下胚轴发育的HD-Zip I转录激活子。其启动子与PIF1结合，PIF1可能调控其表达[GydF4y2Ba42GydF4y2Ba];推定的同源物GydF4y2BaCSA1G555600.GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳GydF4y2Ba通过三拮抗bHLH系统负调控细胞伸长[GydF4y2Ba43GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

为了找出基因在毛状体形态，特别是毛状体伸长上的作用，我们对06-2和06-2进行了转录组分析GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba．共鉴定了2184次。其中，1706个基因下调，478个基因在上调GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba．对2184个DEGs进行了表达趋势分析，近81.3%的DEGs被分为两种趋势(图2)。GydF4y2Ba6GydF4y2Ba）.扫描电镜显示，野生型和野生型叶片毛状体的长度GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba是比较相似的GydF4y2BamGydF4y2Ba明显缩短。趋势2与体表毛长趋势相似，趋势1与体表毛长趋势相反，说明这些基因可能对体表毛长起作用。植物激素处理对黄瓜毛状体发育和形态发生的影响[GydF4y2Ba44GydF4y2Ba那GydF4y2Ba45GydF4y2Ba那GydF4y2Ba46GydF4y2Ba］．字符串分析(GydF4y2Ba47GydF4y2Ba的功能关联网络预测拟南芥同源基因之间的功能关联网络。在预测的蛋白质相互作用网络中，鉴定了与生长素反应密切相关的功能相关基因(图。GydF4y2Ba6 bGydF4y2Ba)，为进一步研究毛状体发育提供了靶点。GydF4y2Ba

黄瓜果实具有经济价值，果实刺直接影响果实的外观和感知品质。无锥形头突变体(GydF4y2BanpsGydF4y2Ba）在本文中使用的是从M中选择GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba代WD1突变体文库，其通过EMS诱变引起的。遗传学研究表明，没有金字塔形的头部特征是隐性的金字塔形头部特征和GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba突变体中GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba在之前的研究中，黄瓜多细胞毛状体的测定和形态发生受HD-ZIP转录因子的调控。与黄瓜毛(脊)发育相关的基因是GydF4y2Ba下三角阵GydF4y2Ba那GydF4y2BamGydF4y2Ba和GydF4y2Ba你GydF4y2Ba[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba26GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27GydF4y2Ba］．在这项研究中,GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba显示中间培养型表型GydF4y2BamGydF4y2Ba和野生类型。异常的胎儿/脊柱都没有金字塔形头，看起来比野生型更柔软，这与已知类型的胎儿不同。GydF4y2Ba

腺状毛的发育有多个阶段，包括毛状体前体细胞从表皮表面突起的起始和扩张，随后沿周分裂为两个细胞(顶部和底部)，随后通过细胞分裂分别形成头区和柄[GydF4y2Ba45GydF4y2Ba］．中断的GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba位点导致毛状体异常，细胞数量大幅减少，细胞形状和组织异常，毛状体分支(图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba），这表明GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba可能需要基因进行细胞分裂和黄瓜粒细胞的定向生长。通过观察GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba和WT叶片连续地，我们发现，根尖细胞的形成被阻止在阶段III，但毛状体的伸长在阶段IV和V期在没有受到影响GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba．在以前的研究中，我们观察到GydF4y2BamGydF4y2Ba结果发现，毛状体保持隆起的形状(第三阶段)，没有细胞分裂或伸长[GydF4y2Ba48GydF4y2Ba］．此外，毛状体/刺的密度GydF4y2BamGydF4y2Ba要么GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba也高于WT(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba，[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba这些结果表明GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba在毛状体发育初期起作用，特别是在毛状体从单细胞膨大到锥形多细胞毛状体的起始阶段。GydF4y2Ba

根据等位基因验证，FGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba子代是微毛状体和FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba后代显示比例为3：1，确认这一点GydF4y2BamGydF4y2Ba和GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba突变是由同一基因的等位基因突变引起的GydF4y2BaCsa3G748220。GydF4y2Ba不同GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba突变体,在FGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba子代，只有一个副本GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba并可能影响该基因的表达水平。据报道GydF4y2BaTRILGydF4y2Ba对水果棘密度的基因剂量效应[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba］．因此，我们推测是否也存在基因剂量效应GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba并且需要进一步的研究。GydF4y2Ba

根据我们以前的研究，GydF4y2BamGydF4y2Ba突变体的叶子和果实表面看起来更亮、更有光泽，已经证实Mict可以激活四个基因(GydF4y2BaCsFLS1GydF4y2Ba那GydF4y2BaCsTT4GydF4y2Ba那GydF4y2BaCsCER26GydF4y2Ba和GydF4y2BaCsMYB36GydF4y2Ba）参与这关系到外观类黄酮和表皮脂类的生物合成[GydF4y2Ba48GydF4y2Ba］．在这项研究中，我们还发现GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba具有相似的表型GydF4y2BamGydF4y2Ba在蜡和有光泽的（图GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.转录组分析揭示了四种基因都下调既GydF4y2BamGydF4y2Ba和GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba，这些基因的表达水平更受影响GydF4y2BamGydF4y2Ba突变体。与Mict一致，在酵母单杂交试验中，Mict- l130f也可以激活这四个基因(图S4)。这表明Mict单氨基酸突变体也可能影响次生代谢产物的调控。GydF4y2Ba

植物毛状体的起始和形态发生受到多种发育和环境线索的影响[GydF4y2Ba49GydF4y2Ba那GydF4y2Ba50GydF4y2Ba那GydF4y2Ba51GydF4y2Ba］．这些DEGS的KEGG分析表明，植物激素信号转导在受影响GydF4y2BaMICT-L130FGydF4y2Ba和GydF4y2BamGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba5 dGydF4y2Ba）.激素途径中涉及的DEGs可能与毛状体的形成有关，如表所示GydF4y2Ba2GydF4y2Ba这两家公司的监管都在上调GydF4y2BamGydF4y2Ba和GydF4y2BaMICT-L130FGydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba5 eGydF4y2Ba）.Csa1G397130是AUX / IAA转录调控因子家族蛋白。AUX / IaaS的蛋白质和植物生长素响应因子（ARFs）参与生长素依赖性转录调节，并且可以ARFs作为生长素应答基因任一的转录激活剂或阻抑物[作用GydF4y2Ba52GydF4y2Ba那GydF4y2Ba53GydF4y2Ba］．番茄中下调SlIAA15明显降低了不同类型毛状体的形成，表明生长素依赖的转录调控参与了番茄毛状体的启动[GydF4y2Ba54GydF4y2Ba那GydF4y2Ba55GydF4y2Ba］．Csa7G391240的假定同系物GydF4y2Ba拟南芥蒂利亚纳GydF4y2Ba编码赤霉素受体。赤霉素(Gibberellin, GA)激素参与植物的许多生长发育过程。ga缺陷突变体，例如GydF4y2Baga1-3GydF4y2Ba，几乎完全无毛叶。外源性气体的应用GydF4y2Baga1-3GydF4y2Ba植物毛状体诱导的形成[GydF4y2Ba56GydF4y2Ba］．赤霉素促进毛皮组织生产GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba通过上调GydF4y2BaGL1GydF4y2Ba和GydF4y2BaTTGGydF4y2Ba基因(GydF4y2Ba57GydF4y2Ba］．在黄瓜中，施用GA对果实毛状体启动有积极作用[GydF4y2Ba45GydF4y2Ba］．GydF4y2BaCSTTG1.GydF4y2Ba并行行动GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba/GydF4y2Bacsgl1GydF4y2Ba，调节果实培养体和果实的关键培养基形成因素GydF4y2BaCSTTG1.GydF4y2Ba可以直接与GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba[GydF4y2Ba58GydF4y2Ba］．GA在水果脊柱上的功能是否有关GydF4y2BaGL1GydF4y2Ba和GydF4y2BaTTGGydF4y2Ba有待进一步研究。Csa1G597690是一个jasmonate- zam -domain (jazz -like)蛋白，在jasmonate (JA)激素反应中起转录抑制作用。激素信号GA和JA拮抗和协同调节植物生长、发育和防御的各个方面。JA激活WD-repeat/bHLH/MYB复合物，诱导毛状体启动GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba[GydF4y2Ba59GydF4y2Ba］．在黄瓜中，毛状体是多细胞的，不分枝的细胞，有规则地分布在大多数气表面。这GydF4y2BaTRIL / csgl3GydF4y2Ba和GydF4y2Bacsgl1 / MICTGydF4y2Ba是重要的黄瓜突变体，能够将毛状体的发育分解成不同的，由遗传控制的步骤，如下:GydF4y2BaTRILGydF4y2Ba调节表皮毛的发生和密度，GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba允许毛状体正确区分[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba26GydF4y2Ba］．这两个GydF4y2BaTRILGydF4y2Ba和GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba是HD-ZIP转录因子，与众不同的MYB-WD40-BHLH复合体不同GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba．对于毛的形成监管网络仍然是未知的。然而，GydF4y2BaTRILGydF4y2Ba和GydF4y2Ba泰国GydF4y2Ba可能也参与了JA通路，需要更多的实验数据。GydF4y2Ba

通过形态学观察，我们发现了几种类型的毛状体突变形式存在于GydF4y2Ba没有金字塔形的头毛状物GydF4y2Ba突变体。图位克隆证实该突变体是由基因的单一氨基酸替换引起的GydF4y2BaCsa3G748220GydF4y2Ba，是一种等位突变体GydF4y2Ba泰国。GydF4y2Ba据的转录组分析GydF4y2Bamict-L130FGydF4y2Ba和GydF4y2BamGydF4y2Ba，我们确定了几个基因可能与表型差异。我们的研究结果可以帮助进一步促进皮毛发展的生物学和分子机制的了解。GydF4y2Ba

本研究期间生成或分析的所有数据都包含在此已发布的文章[及其附加文件]中。GydF4y2Ba

NPS：GydF4y2Ba

没有金字塔形状的头毛GydF4y2Ba

EMS：GydF4y2Ba

甲磺酸乙酯GydF4y2Ba

BSA：GydF4y2Ba

膨胀的分离分析GydF4y2Ba

InDel:GydF4y2Ba

插入删除GydF4y2Ba

SNP：GydF4y2Ba

单核苷酸多态性GydF4y2Ba

SSR：GydF4y2Ba

简单序列重复GydF4y2Ba

WT：GydF4y2Ba

野生型GydF4y2Ba

HD-ZIP：GydF4y2Ba

Homeodomain-leucine拉链GydF4y2Ba

dCAPS:GydF4y2Ba

衍生的裂解扩增多态性序列。GydF4y2Ba

扫描电镜:GydF4y2Ba

扫描电子显微镜GydF4y2Ba

KEGG:GydF4y2Ba

京都基因和基因组百科全书GydF4y2Ba

走:GydF4y2Ba

基因本体论GydF4y2Ba

度:GydF4y2Ba

不同的基因表达GydF4y2Ba

我们感谢惠明陈给了黄瓜线06-1和06-2。我们感谢评审批判地阅读手稿。GydF4y2Ba

国家重点研发计划项目(No. 2018YFD0100701);国家自然科学基金项目(No. 31471156);上海市自然科学基金项目(No. 20ZR1439600);上海市科委项目(No. 18391900300)。GydF4y2Ba

从属关系GydF4y2Ba

1. 上海交通大学农业与生物学学院，上海，200240GydF4y2Ba

   乐余张，吕铎，潘剑，柯岩张，海帆文，陈越，杜辉，Huanle他，蔡润，潘筠松和王刚GydF4y2Ba

2. 2 .蔬菜种质创新国家重点实验室，天津300384GydF4y2Ba

   运行蔡GydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

JS.P，G.W.，D.L.，并L.Z.构思项目和设计研究。L.Z.执行大多数实验与H.W.，Y.C.，H.D.，J.P K.Z.帮助和H.H. L.Z.分析数据和写文章与钢筋混凝土，G.W.和JS.P.援助L.Z.监督项目，并完成了写作。全体作者都阅读并同意稿件。GydF4y2Ba

相应的作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2Ba筠松潘GydF4y2Ba要么GydF4y2Ba帮王GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

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