黄瓜(Cucumis sativus L.)是葫芦科一年生草本植物,也是性别表达研究的模式植物。由于其性别表现直接与产量和品质有关,所以研究黄瓜的性别分化不论在理论上还是实际应用上都具有重要意义。黄瓜的性别表达除受遗传因素的控制外,也受环境因素和激素的影响。课题组先期研究结果表明,黄瓜‘C09-123’为温敏型雌性材料,其性别分化受夜间温度影响较为明显,12oC的低温条件有利于‘C09-123’雌花形成。为探究低夜温影响雌雄同株异花黄瓜雌性分化的原因。本研究继续选用‘C09-123’为试材,设置3个不同夜间处理温度26/18oC,26/12oC,26/24oC,对其代谢和蛋白差异进行分析,以期初步探明低夜温诱导黄瓜雌性分化的作用机制,为黄瓜分子育种奠定基础。结果表明:(1)黄瓜温敏型‘C09-123’在低夜温12oC处理中雌花分化率显著提高,黄瓜第一雌花节位也显著降低(P<0.05),而高夜温24oC处理下在20节内无雌花分化。(2)通过对不同温度处理二叶一心茎尖内源激素和内源糖的测定分析结果表明:内源乙烯、葡萄糖和蔗糖含量均表现出随处理夜温的升高而降低的趋势。相关性分析进一步表明:黄瓜雌花分化率与内源乙烯含量呈显著正相关,相关系数为0.95;黄瓜雌花分化率与葡萄糖含量呈极显著正相关,相关系数为1.00;且内源乙烯和葡萄糖,蔗糖含量均呈现显著正相关,相关系数分别为0.97和0.95(P<0.05);(3)不同夜温处理对茎尖内多种氨基酸含量也产生影响,其中乙烯合成前体氨基酸蛋氨酸(Met)在低夜温12oC中显著增高,而在18oC和24oC中无显著差异。蛋氨酸所属天冬氨酸族的天冬氨酸(Asp)与蛋氨酸含量也表现出随处理夜温的升高而降低的趋势(P<0.05);(4)利用对雌性分化影响显著的低夜温12oC和高夜温24oC处理的幼叶进行蛋白质组学分析,2-DE法得到叶片可溶性蛋白共2000多个,经软件分析发现9个差异表达蛋白质,对其进行质谱分析,鉴定出4个差异表达蛋白质,分别为3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、天冬氨酸转氨酶(ASP)、光合系统I亚组VII蛋白(PSAC)以及一个未知蛋白。其中3-磷酸甘油醛脱氢酶、天冬氨酸转氨酶及未知蛋白在低夜温12oC下上调表达,光合系统I亚组VII蛋白在低夜温12oC下下调表达。(5)对4个被鉴定蛋白进行转录水平验证,结果发现,黄瓜茎尖中,4个差异表达蛋白在转录水平的表达模式与其在蛋白水平的表达模式完全一致。同时,蔗糖合酶(Cs SUS3)在低夜温处理中相对表达量增加,糖酵解途径的关键酶己糖激酶(HK)、己糖激酶基因(CsHK1)与调控糖代谢中间产物草酰乙酸进入天冬氨酸族氨基酸代谢的关键酶谷草转氨酶(GOT)、天冬氨酸转氨酶基因(Cs ASP5)也随处理夜温的升高而降低。乙烯合成关键酶(CsACS2和CsACO2)也随处理夜温升高表现出降低的变化趋势。