黃瓜發育“開關”找到

科技日報訊 （記者馬愛平）記者5月12日從中國農業科學院獲悉，該院蔬菜花卉研究所研究員楊學勇團隊聯合華大生命科學研究院等單位的研究團隊，首次構建了植物發育花芽時空轉錄組圖譜並重建了其細胞譜系，揭示了黃瓜的發育秘密。相關成果日前發表於國際期刊《自然·植物》。

黃瓜、西瓜等葫蘆科植物的果實由花朵底部的“小房子”膨大而成。這種長在花下方的“小房子”被稱為下位子房。但長期以來，科學界對下位子房的形成機制知之甚少。

研究團隊通過研究黃瓜發現，下位子房的形成與花托的異常膨大密切相關。為了揭開這個過程的基因調控機制，研究團隊使用了華大基因的“時空相機”技術。“這項技術就像給植物發育過程拍電影，記錄下每個細胞在何時何地表達哪些基因。通過分析52個不同發育階段的樣本，我們團隊繪製了黃瓜花芽的‘細胞譜系圖’，發現花托的快速生長源於一種特殊的分生組織活性。”楊學勇説。此外，研究團隊還找到了控制這一過程的“主開關”——KNAT2-like1基因。“這個基因就像汽車的油門，不僅啓動花托的早期發育，還持續推動細胞分裂。當關閉這個基因時，黃瓜花托停止生長。”楊學勇説。

“本次研究首次從基因層面解釋了下位子房的形成機制，這對葫蘆科作物育種具有重要意義。”楊學勇表示，未來有望通過分子設計育種，培育出產量更高、抗逆性更強的新品種，讓老百姓的菜籃子更豐富。