黄瓜(Cucumis sativus L.) 是世界上重要的蔬菜作物,在长期的驯化与选择过程中,黄瓜果把长度从1 cm到12 cm不等,而果把长度作为重要黄瓜外观品质性状,直接影响黄瓜的商品性。由于不同生产区域对黄瓜果实外观品质的需求存在差异,因此,研究黄瓜果把长度等外观品质的调控机制对于满足不同市场需求和拓展应用前景具有重要的指导意义。
近日,湖南农业大学/农业农村部园艺作物(蔬菜、茶叶等)基因资源评价利用重点实验室/岳麓山实验室蔬菜品种创制中心武涛教授课题组在国际期刊Plant Physiology发表了题为“Transcription factor CsMYB36 regulates fruit neck length via mediating cell expansion in cucumber”的研究论文,揭示了转录因子CsMYB36通过直接激活细胞扩张蛋白CsEXLA3的表达进而调控黄瓜果把伸长的分子机制,为适宜的黄瓜新品种选育提供了理论依据。
该研究团队前期通过EMS诱变获得一个黄瓜少蜡粉突变体ygp,其目标基因为CsMYB36。通过进一步的表型分析发现,ygp突变体除了黄绿色果皮外,其果把长度显著变短。利用CRISPR/Cas9技术敲除CsMYB36后,发现果实果把长度缩短,而将CsMYB36回补ygp中果把长度恢复到野生型表型;GUS报告显示CsMYB36在果把处高度表达,揭示了CsMYB36为黄瓜果把伸长的正向调控因子。进一步生化分析表明,CsMYB36直接与细胞壁松动蛋白CsEXLA3启动子结合并增强其表达,导致黄瓜果把处细胞扩张,进而调控黄瓜果把的伸长(图1)。
图1 CsMYB36调控黄瓜果把伸长的工作模型
该论文的第一作者为湖南农业大学园艺学院青年教师王春华和湖南农业大学园艺学院博士研究生姚宏鑫。通讯作者为湖南农业大学园艺学院武涛教授。王琛博士(现为河北师范科技大学青年教师)、湖南农业大学园艺学院曹嘉健博士、郝宁博士等也参与了该研究。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和湖南省杰青等项目的支持。
论文链接:
https://doi.org/10.1093/plphys/kiae140
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