科研发现黄瓜卷须发育的身份基因雪地棘豆

据中国农科院最新消息，该院蔬菜花卉所功能基因组学创新团队通过基因组学、变异组学和转录组学的综合分析，并应用珊瑚兰属稀有遗传变异的分析策略，发现了控制黄瓜卷须发育的身份基因TEN，揭示了黄瓜卷须的同源器官是侧枝&md士童属ash;—这一曾经困扰达尔文的植物发育学谜团。相关研究成果在线发表于最新一期国际知名学术刊物《分子植物》杂志。

论文第一作者、该院研究生院博士生王深浩介绍，卷须是黄瓜的攀援器官，但其身份即同源器官是什么并不清楚。在温室中栽培的黄瓜并不需要卷须来攀援，为了减少生物量的浪费，农民需要人工摘除卷须。培育完全没有卷须的省力品种，是黄瓜育种的重要方向之一。而在农业育种史上，稀有变异的利用具有重要意义，如水稻的不脱粒性和小麦矮秆等的稀有突变性状等，被人类驯化和选择成重要的农艺性状。

该团队在世界范围内的3000多份黄瓜种质里发现了唯一的一份无卷须的稀有黄瓜种质，其卷须被侧枝所替代，失去攀援能力；表型观察和遗传分析表明，黄瓜的卷须和侧枝是一对同源器官；经进一步通过基因组学、转录组学和稀有变异的综合分析，在全基因组360多万个变异中，发现了对应无卷须种质的一个稀有SNP。研究进一步发现该稀有变异显著降低了TEN基因的转录激活功能，影响了一系列下游基因的表达，从而调控了卷须身份的转换和卷须的运动。

本研究为在植物基因组中研究功能性稀有变异提供了一个范例，并揭示了黄瓜卷须同源器官为侧枝这一历史谜团，同时也为黄瓜无卷须株型育种梅原变种提供了理论支撑。