植物表皮蜡质构成了植物地上器官的疏水层,是保护植物免受机械损伤和病原体入侵的第一道屏障。对环境胁迫十分敏感,能够通过调节自身结构组成和含量来抵御外界环境的胁迫,对植物生长、发育及适应环境具有重要意义。此外,表皮蜡质还能使植物表面光泽度发生变化。黄瓜果实光泽性状是其重要的外观品质性状之一,对黄瓜的商品价值意义重大。本研究从黄瓜中同源克隆了WIN1/SHINE1基因,命名为CsWIN1。基因结构和氨基酸序列分析发现,该基因序列全长1456 bp,包含2个外显子,1个内含子,编码区序列(CDS)全长741 bp,编码247个氨基酸,与拟南芥WIN1/SHINE1基因序列相似性达59%,含有一个AP2保守结构域。荧光定量PCR结果表明:CsWIN1在黄瓜植株的叶片和幼果中高表达。在叶片中的特异高表达说明CsWIN1的功能很可能与叶表皮细胞发育相关;在发育初期随着果实的成熟CsWIN1的表达量逐渐上升,但在开花前的各花器官相对低表达,说明CsWIN1可能在果实发育初期发挥功能。烟草亚细胞定位结果显示CsWIN1蛋白定位于细胞核。通过在拟南芥中过表达CsWIN1,发现其与已报道的WIN1/SHINE1过表达株系表型相似。通过对CsWIN1转基因株系的基因表达分析发现,如CER1,CER2和KCS1等蜡质合成相关基因的表达受到了调控。根据以上研究结果,推测黄瓜CsWIN1基因与拟南芥WIN1/SHINE1基因在表皮蜡质合成调控上的功能是保守的,通过调控下游蜡质合成相关基因的表达从而影响蜡质的合成与代谢。此外,通过双荧光素酶报告基因转录激活实验发现,控制毛状体发育并决定表皮细胞命运早期发育阶段的关键基因Tril能够通过激活CsWIN1pro:LUC的表达来激活CsWIN1的表达水平,说明黄瓜表皮毛的发育可能与表皮蜡质的形成相关。目前,对黄瓜表皮蜡质的研究报道较少,关于黄瓜表皮蜡质的合成途径和相关分子机制仍不甚清楚。本研究通过对黄瓜CsWIN1的克隆与功能的初步验证,为进一步研究黄瓜表皮蜡质这一重要品质性状以及其与表皮毛发育的关系奠定了基础。