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植物株型在不同物种中差异巨大，开花植物的株型很大程度上取决于分生组织的结构和活动，包括顶端分生组织、叶腋分生组织和花序分生组织等。株型对作物产量和栽培管理方式具有很大影响，在作物驯化改良中受到强烈选择。黄瓜是世界范围内广泛种植的重要蔬菜作物，不同地区其栽培收获方式（露地或温室生产、人工或机械收获）和目标市场（鲜果或加工市场）差异大，对株型要求不同，合适的株型对于增加黄瓜产量、减少劳力成本和病虫害发生具有重要意义。

近日，中国农业大学园艺学院张小兰课题组在Horticulture Research在线发表了题为Genetic Regulation of Shoot Architecture in Cucumber的综述文章。该综述全面总结了国内外关于黄瓜有限/无限生长、叶形、分枝、卷须和藤蔓长度等遗传调控途径的研究进展，还讨论了利用生物技术和种质资源进一步改良黄瓜株型的潜力。

论文首先介绍了黄瓜的株型发育特点，黄瓜属于葫芦科一年生匍匐或攀援作物，在其大部分生长发育阶段，营养生长和生殖生长同时进行，叶片由茎顶端分生组织产生，花、侧枝和卷须由叶腋处产生，因此其生长点、叶片、卷须、分枝、花、果和茎共同决定了黄瓜的植株结构。该文比较了野生黄瓜和栽培黄瓜株型上的显著差异，表明黄瓜株型受到人工选择。

随后，围绕黄瓜的有限/无限生长、叶片形状、分枝性、卷须和节间长度等多个方面，综述了其关键调控基因及分子作用机制，主要包括CsTFL1和CsLFY分别通过抑制花分生组织发育和促进顶端分生组织中干细胞的特性来协同调控黄瓜的无限生长习性、CsBRC1-CsPIN3-auxin途径抑制侧芽生长、TEN-ACO1/ERF1-ethylene途径调控卷须发育等。

最后，文章讨论了针对黄瓜不同栽培方式的“理想株型”以及如何利用已知基因精准调控株型的策略，并探讨了利用生物信息学和基因编辑技术辅助选育不同“理想株型”的黄瓜品种的可能性。

CsLFY and CsTFL1 coregulate the indeterminate/determinate growth habit of cucumber

中国农业大学园艺学院刘小凤博士和张小兰教授分别为论文的第一作者和通讯作者。该论文受到国家自然科学基金委和国家重点研发计划的资助。

张小兰教授长期从事黄瓜株型和果形变异的分子调控机制研究，取得了一系列重要研究进展，在Plant Cell（高被引论文）、PNAS（入选2020中国农业科学十大进展）、PLoS Biology(当期杂志首页网站重点推荐论文)、New Phytologist、Plant Physiology、Plant Journal等国际主流学术期刊上发表论文40余篇。

张小兰课题组成员照片

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-021-00577-0