楊學(xué)勇

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所聯(lián)合深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所揭示了黃瓜果實(shí)發(fā)育的乙烯調(diào)控機(jī)制。該研究成果為理解葫蘆科果實(shí)形態(tài)建成的遺傳和分子基礎(chǔ)提供了重要的信息，同時(shí)也為通過外源處理或基因編輯技術(shù)生產(chǎn)不同長度的黃瓜提供了潛在的方法，有望為黃瓜果實(shí)大小的改良育種提供科學(xué)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線刊登在《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）上。

植物器官的生長和發(fā)育取決于生長刺激和抑制之間的微妙平衡。果實(shí)大小和形狀是影響產(chǎn)量和商品價(jià)值的重要農(nóng)藝性狀。在此項(xiàng)研究中，科研人員以兩個(gè)黃瓜的短瓜材料（sf1突變體和acs2突變體）為對象，研究了乙烯劑量精細(xì)調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長的分子機(jī)制。sf1突變體表現(xiàn)為果實(shí)細(xì)胞分裂減弱并且產(chǎn)生過量乙烯，acs2突變體表現(xiàn)為果實(shí)細(xì)胞分裂減弱但是產(chǎn)生少量的乙烯。SF1（Short Fruit 1）編碼一個(gè)E3泛素連接酶，該研究發(fā)現(xiàn)，SF1泛素化修飾并降解自身及其底物——乙烯合成途徑中的限速酶;SF1突變后，導(dǎo)致乙烯合成途徑中的限速酶積累，從而促進(jìn)乙烯過量合成;研究進(jìn)一步揭示了乙烯對黃瓜果實(shí)長度調(diào)控的劑量依賴性，過高或過低的乙烯劑量都會(huì)對黃瓜果實(shí)細(xì)胞分裂產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制，而合適劑量的乙烯會(huì)促進(jìn)細(xì)胞分裂，調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長。因此，SF1通過泛素化降解其自身和乙烯合成途徑中的限速酶實(shí)現(xiàn)對黃瓜果實(shí)中乙烯劑量的精細(xì)控制，從而調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長。

該研究得到了國家自然科學(xué)重點(diǎn)基金、國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。