光周期长短是影响植物开花和性别表达的主要环境因素。西双版纳黄瓜（本文简称BN黄瓜）分布于低纬度的云南省西双版纳州一带,是严格的短日照作物,引种至四川、云南、重庆以北地区后,在自然条件下不能正常开花结实。本研究比较了光周期长短、光照强度、外施赤霉素对BN黄瓜开花的影响;以BN黄瓜和日照中性黄瓜‘9930’为亲本构建F2代群体,研究了短日照调控BN黄瓜开花性状的遗传规律;通过比较不同光周期处理对BN黄瓜和日照中性黄瓜‘9930’昼夜不同时刻转录组的影响,研究短日照诱导黄瓜开花的调控机制。黄瓜具有雌雄同株、全雌株、全雄株等多种性别表达,已知短日照能增加黄瓜雌花比例。本研究以基因组测序黄瓜‘9930’为材料,比较长日照和短日照条件下的转录组差异,研究光周期长短影响黄瓜性别表达的调控机制。主要研究结果如下:（1）BN黄瓜开花严格受光周期调控。在长日照条件16 h/8 h（昼/夜）下,BN黄瓜完全不分化花芽,从下往上15节以内具有分支的节位数均值为14.0±0.6;在短日照条件8 h/16 h（昼/夜）下,雄花节位数均值为10.7±0.7,雌花节位数均值为1.8±0.6,15节以内具有分支的节位数均值为7.2±2.9;在中日照条件12h/12 h（昼/夜）下,BN黄瓜不分化雌花,雄花节位数均值为7.4±1.7,从下往上15节以内具有分支的节位数均值为12.7±0.4。显然,短日照抑制侧枝分化并促进花芽分化和诱导雌花的形成。为了进一步确定诱导BN黄瓜雌花分化的光周期临界点,参考西双版纳州光照时长,以30 min为间隔设置12.0 h/12.0 h（昼/夜）、11.5 h/12.5 h（昼/夜）、11.0 h/13.0 h（昼/夜）、10.5 h/13.5 h（昼/夜）、10.0 h/14.0h（昼/夜）五个不同的日照处理。结果将能否诱导BN黄瓜雌花的光周期差异缩短至30 min以内,当光周期长度>11.5 h时不分化雌花,当光周期长度<11.0 h时正常开花。西双版纳州2-4月地理日照时数为11.3-12.5,考虑到实际日照时数短于地理日照时数,该日照条件刚好能满足BN黄瓜开花要求。此外,首花节位的高低与日照长短呈显著正相关（R=0.752）,随着日照长度的增加,首花节位增高,直到不开花,表明短日照对开花具有“剂量效应”;当日照时数<11 h,雌花数量不会随着日照数变短而增加,表明短日照对BN黄瓜性别表达不具有“剂量效应”。光照强度、外施赤霉素不显著影响BN黄瓜开花。（2）BN黄瓜开花的遗传规律。以BN黄瓜和日照中性黄瓜‘9930’为亲本,杂交F1代在长日照16 h/8 h（昼/夜）下能正常开花,且正反杂交开花性状无显著差异,表明开花由显性基因控制。F2代开花与不开花的分离比例为15:1,经过卡方检验符合孟德尔双等位基因分离定律,日照时数影响开花性状受双基因的调控。雌花株与无雌花株的比例为3:1,表明日照时数影响性别表达受单基因调控。F2代开花株第一雌花节位与雄花节位呈正相关（R=0.385）,随着第一雄花节位的增加,第一雌花节位升高;第一雌花节位与雌花数呈负相关（R=-0.417）,第一雌花节位越高,雌花数越少。（3）光周期调控BN黄瓜转录组学研究。分别在8 h/16 h（昼/夜）、12 h/12h（昼/夜）、16 h/8 h（昼/夜）三个光周期条件下处理黄瓜幼苗,分别将光时期与暗时期分为5等份与3等份,即D2、D3、D4、D5、D6与N7、N8、N1。分别在光周期白天点D5和暗周期N8点采集叶片,并进行转录组测序。纵向比较同一光周期条件下昼夜差异,共鉴定6749-9857个DEG,GO功能富集表明主要参与代谢过程（metabolic process）,KEEG富集分析表明主要参与碳代谢,其中一共鉴定到4-7个DEGs与昼夜节律基因有关,4-10个DEGs与乙烯合成和信号传导有关。横向比较不同光周期下白昼时刻,共鉴定1218-3733个DEGs,GO功能富集表明主要参与代谢过程（metabolic process）,KEEG富集分析表明主要参与植物激素信号传导,其中一共鉴定到2-3个DEGs与昼夜节律基因有关,0-2个DEGs与乙烯合成和信号传导有关。横向比较不同光周期下夜晚时刻,共鉴定6043-6105个DEGs,GO功能富集表明主要参与代谢过程（metabolic process）,KEEG富集分析表明主要参与植物激素信号传导,其中一共鉴定到5个DEGs与昼夜节律基因有关,8-9个DEGs与乙烯合成和信号传导有关。显然,白天和夜晚转录组差异较大,不同光照时数对夜晚基因表达的影响大于白天,整体上与昼夜节律有关,包括乙烯在内的植物激素受光周期调控。为了重点研究光照时数对昼夜节律基因的影响,利用拟南芥注释基因对黄瓜m RNA数据库进行BLAST鉴定,共鉴定出8个昼夜节律基因。采集昼夜8个时刻的叶片,并比较不同光照时数条件下基因表达。结果表明,早晨基因CCA1与晚间基因PRR5对不同光照时数的变化不敏感;晚间基因TOC1在长日照条件下白天表达量达到峰值,时钟蛋白ELF3在不光周期处理下表现出不同的表达规律,表明光周期的改变会使TOC1与ELF3的表达紊乱。短日照条件促进了时钟蛋白GI基因的表达,GI蛋白稳定了CO蛋白结构进而促进了开花基因FT的表达,而在中长日照条件下未检测到GI基因与FT基因的表达。（4）光照调控‘9930’黄瓜性别表达的转录组学基础。在8 h/16 h（昼/夜）和16 h/8 h（昼/夜）两个光周期下处理黄瓜幼苗,短日照能显著提高52.9%的雌花节率。采集黄瓜‘9930’苗期的茎尖,在显微镜下分离尚未完全性别分化的分生组织进行RNA-seq。结果,比较相同时刻不同光照处理共鉴定138个DEGs,KEEG富集分析表明主要参与代谢通路。鉴定到12个响应日照的MADS-box基因,这些基因分别属于6个亚类,参与花芽分化和花器官发育,并在短日照条件下上调。鉴定到1个乙烯合成基因CSACO3,该基因在短日照下上调。短光周期可能通过Cs ACO3增加乙烯产率,进而提高雌花比例;通过上调MADS-box基因提高花芽分化能力。