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黄瓜为什么会空心—— 发现黄瓜“心脏”的基因

2018-05-16 15:10:31 | 来源: 北京日报

存在正常“心脏”(上)与受损“心脏”的黄瓜果实

中国黄瓜为啥比外国黄瓜香

黄瓜是我国设施(保护地)生产主要蔬菜作物之一,对满足城乡居民生活需求和带动农民增收致富发挥了重要作用。

目前,我国市场上占主导地位的黄瓜品种包括华北型和华南型两大类型,这两种类型果实均带有果刺(通常市场所售顶花带刺类型),而欧美温室类型的黄瓜品种(通常市场所售的水果黄瓜)则大多表皮几乎无果刺,但欧洲类型的黄瓜品种由于果皮厚、质地松软等不符合我国市场消费习惯而难以满足国内需求。

目前,黄瓜已成为我国所有蔬菜种类中唯一一个国外商业品种无法占据国内市场推广地位的作物种类,也充分说明了我国的黄瓜育种工作特色明显,选育密刺且风味浓郁的品种已成为我国黄瓜育种的重要目标。

黄瓜的小“心脏”很脆弱

黄瓜果实是由子房发育而来。与其它果实有所不同的是,黄瓜属于瓠果。我们所吃的黄瓜果实是由三心皮下位子房和花托共同发育而成。花托发育成我们平时见到的黄瓜把,即瓜把,外果皮则形成带有刺的一层果实外层。中、内果皮与胎座肉质一起就是我们的食用部分。通常情况下,黄瓜有三个心室,我们称之为黄瓜的“心脏”。

“心脏”在健康的情况下,连同果皮一起逐步形成甘甜、清脆的黄瓜果实。一旦“心脏”受损,黄瓜果实就可能会出现中空、畸形,不能或者很少形成种子,严重影响果实的质量及果实商品率。因此,对黄瓜科研工作者而言,找出影响黄瓜“心脏”的基因并通过一定的手段预防黄瓜出现先天“心脏”受损,对黄瓜的基础研究具有重要意义。

找到控制黄瓜“心脏”的关键基因

刘兴旺博士协同其他合作者克隆了黄瓜赤霉素受体基因CsGID1a,并通过一系列研究手段首次证实了CsGID1a在黄瓜果实“心脏”发育过程中具有重要作用,一旦CsGID1a表达异常,黄瓜果实会出现如图B中的情形。这是国际首例赤霉素受体基因参与果实心室形成的报道,该研究结果以长文的形式发表在国际著名植物学期刊《新植物学家》上。

有关赤霉素(GA,一种重要的植物激素)对植物生长发育的研究已经很多,但关于GA对黄瓜果实发育的分子机制方面的研究还没见报道。此项研究以黄瓜果实发育为切入点,研究了GA影响黄瓜果实发育的分子机制,理论创新意义明显。该论文在中国最权威的植物学杂志《植物学报》的主编评述“2016年中国植物科学若干领域重要研究进展”中,给予直接引用。

获奖论文:北京市科协主办第十四届北京青年优秀科技论文二等奖《沉默赤霉素受体同源基因CsGID1a影响黄瓜果实心室的发育》

论文并列第一作者:中国农业大学园艺学院副教授、博士生导师刘兴旺

责任编辑:王忠厚
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