[北京]农大科学家发现黄瓜增产关键基因
产生日期:2025-12-19 14:31 来源: 北京日报
黄瓜由雌花发育而来。黄瓜的内源生长素如何促进雌花产生从而提升产量,是困扰学界70余年的未解之谜。近日,中国农业大学教授张小兰团队在植物生殖发育领域发表的新成果显示,一种关键基因能精准调控黄瓜花朵的雌雄,为作物增产提供新路径。
“与动物不同,植物的性别并非与生俱来,而是受自身的基因、激素水平和环境信号的调控。”张小兰说,黄瓜等葫芦科作物是雌雄异花,果实是雌花发育而来的。早在70多年前,就有科学家观察到“内源生长素能促进黄瓜雌花产生”的现象,可其中的机理却一直无人破解。张小兰团队长期关注黄瓜的发育研究,尤其是果实形状等性状的形成机理。随着研究深入,他们发现了一种名为“CsARF3”的关键基因,如同黄瓜生长素信号的执行官,可将激素指令转化为具体的发育命令。
科研人员在实验中发现,当该关键基因被编辑敲除后,黄瓜植株竟然全部变为雄花,不再产生雌花了;相反,当放大该基因效应时,雌花数量显著增加。这证明,该基因是生长素信号通路中不可或缺的关键环节。此外,他们还揭示了一场如“接力赛”般精密的调控网络:花在发育早期,促雌激素乙烯激活“CsARF3”,进而通过生长素信号促进心皮发育。随后,生长素又刺激乙烯合成,抑制雄蕊发育。“这种合作关系确保了雌花精准形成。”
张小兰说,该研究不仅破解了“生长素促进黄瓜雌花产生”之谜,还为理解激素信号如何调控植物器官发育提供了新视角,为农业生产中的作物性别调控提供了精准的分子靶点。团队将继续研究其他基因和激素的作用,助力培育抗逆性强、产量稳定的作物品种。
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