近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所葫芦科蔬菜遗传育种创新团队和蔬菜功能基因组创新团队合作在黄瓜果刺生长发育调控研究上取得重要进展。该研究通过基因编辑和转基因验证了NS基因调控黄瓜果实多刺这一重要外观品质性状，完善了果刺生长发育的调控途径。相关研究结果以 “NSencodes an auxin transporter that regulates the ‘numerous spines’ trait in cucumber (Cucumis sativus) fruit” 为题发表于国际著名植物学期刊The Plant Journal上。
果实多刺是黄瓜重要的外观品质性状，该性状在1984年被首次报道，但迄今为止尚未完成该性状的基因克隆。本研究通过全基因组关联分析(GWAS)鉴定到9个与果刺密度相关的遗传位点，其中相关性最高的位点fsdG2.1与NS基因精细定位区间相同；通过CRISPR/Cas9基因编辑和过表达验证了NS调控果实多刺性状；NS基因编码生长素转运蛋白，通过生长素含量测定、生长素免疫共沉淀、生长素响应相关基因的表达等研究，证实NS通过生长素途径调控果刺密度，并且在敲除突变体ns-cr中，果皮和果刺中的生长素水平显著降低。综上，该研究揭示了NS基因通过生长素途径调控黄瓜果实多刺性状，初步解析了NS调控不依赖于果瘤的果刺发育途径，进一步完善了果刺发育的遗传网络。
图1. NS基因的过表达和CRISPR/Cas9基因编辑
图2.黄瓜果实刺瘤发育的调控网络
该论文以中国农业科学院蔬菜花卉研究所为第一和通讯作者单位，刘小萍博士为第一作者，杨学勇研究员为共同一作，张圣平研究员、顾兴芳研究员和作物科学研究所孙加强研究员为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、现代农业产业技术体系、中国农业科学院创新工程等项目资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/tpj.15710
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