研讨提醒黄瓜显性全雌基因分子感化机制

近期，中国农业迷信院蔬菜花草研讨所功效基因课题组和中国农业迷信院农业基因组研讨所黄三文研讨员课题组协作，初次证明了黄瓜中显性全雌基因（Female）编码乙烯分解门路中的症结酶ACS1G，并深化研讨了其感化机制。相干研讨论文“Gain-of-function of the 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase gene ACS1G induces female flower development in cucumber gynoecy”于12月2日在线揭橥于《The Plant Cell》上。

黄瓜是主要的蔬菜作物，可食用部门是由雌花发育构成的果实，是以，黄瓜雌花率是主要的产量性状。此外，因为黄瓜的花具有多种性别类型，不断是研讨单性花调控机制的主要形式植物。是以研讨黄瓜雌花的构成机制具有主要的使用价值和迷信意义。

早在二十世纪60代，学家就在黄瓜中发明了三个掌握黄瓜单性花性状的主要位点，Female （F），andromonoecious （m）， androecious（a）。个中F位点掌握显性全雌表型，m基因隐性纯合掌握两性花的呈现，a 基因隐性纯合掌握全雄表型。而且，F 基因上位于 a 基因。为了简明，将这三个主要基因配合掌握黄瓜单性花发育的进程，定名为 FAM 模子。近年来，A基因和M基因接踵被克隆，辨别编码 ACS11和 ACS2，均是乙烯分解门路中的症结酶。

虽然黄瓜的显性全雌基因（Female）在临盆中被普遍使用以进步黄瓜产量，但F基因是什么依然没有确证。 功效基因课题组后期经过研讨黄瓜基因组的构造变异发明，黄瓜的全雌位点，是基因组上一段30.2 kb的串联反复序列。但因为串联反复序列中不只包括ACS1G，也添加了基因的拷贝数，所以这段串联反复序列中毕竟哪个基因是增进雌花构成的全雌基因，依然是一个疑问。

为答复这个成绩，在后期任务的根底上，蔬菜所和基因组所的研讨人员和国际外协作同伴，应用CRISPR/Cas9基因编纂技巧和EMS诱变相联合，初次证明了F基因是ACS1G基因。且因为基因组的构造变异，使得ACS1G取得了分歧于牝牡同株资料中ACS1的启动子和新的表达形式。ACS1G在花芽发育晚期与 ACO2基因的堆叠表达，使ACS1G取得了决议雌花构成的功效。因为ACS1G 基因在晚期花芽中的表达不像 ACS11一样具有选择性，所以一切花芽都发育成雌花，这也说明了F基因上位于隐性全雄基因（androecious）的缘由。

此项研讨完好地说明了黄瓜单性花调控的FAM模子，并整合了近年来被克隆的 ACO2和 WIP1基因的功效，联合基因时空表达特异性和分歧基因间的关系，提出了一个完好的黄瓜单性花发育调控模子，丰厚了葫芦科植物单性花调控的收集，关于培养高产瓜类作物也有主要指点意义。

蔬菜所博士研讨生张慧敏、李帅、基因组所博士后杨丽和研讨人员蔡广华为论文第一作者。蔬菜所孙进京副研讨员、张忠华研讨员为配合通信作者，基因组所黄三文研讨员对该结果停止总体把关和指点。湖南省蔬菜研讨所陈惠明研讨员、北京年夜学白书农传授、东南农林科技年夜学李征传授、上海交通年夜学蔡润传授、加州年夜学戴维斯分校William Lucas传授等也介入了该项目标完成。该研讨获得国度重点研发筹划、国度天然迷信基金、农科院立异工程等项目标赞助。(100yiyao.com）