北京
新京报讯（记者周怀宗）黄瓜、西瓜、苹果、樱桃……这些美味的瓜果，在植物世界中，其实都是由它们的下位子房发育而成，瓜果顶端的花，则多是它们的上位子房，花与果，共同组成了它们的生殖和繁衍系统。然而，它们又是怎样演变成今天的模样？
黄瓜上位和下位子房形成示意图。中国农科院蔬菜花卉所供图
记者近日从中国农科院蔬菜花卉研究所获悉，该所杨学勇团队联合华大生命科学研究院等研究团队的最新研究，首次构建了植物发育花芽时空转录组图谱并重建其细胞谱系，并揭示了黄瓜的“雌花发育秘密”——基因开关决定雌花的性别和果实长相。相关成果日前发表在《自然·植物》（《Nature Plants》）上。
子房位置是影响果实结构和性状的重要因素，位置如同人类子宫的选址，影响着后代的适应性。被子植物中，下位子房这一特殊结构，经过上亿年演化，已成为黄瓜、西瓜等葫芦科作物果实发育的核心密码。然而，其演化机制长期缺乏遗传学层面解释。
科研人员介绍，团队利用空间转录组技术，构建了植物花芽的高精度时空转录图谱，并结合细胞谱系重建和器官发生轨迹分析，明确了花托快速生长是下位子房形成的关键。
与此同时，研究还找到了控制这一变化的主要开关，这是一个名为KNAT2-like1的基因，它不仅可以启动花托的早期发育，还可以持续推动细胞分裂。当关闭这个基因时，黄瓜花托停止生长，雌花变成了类似番茄的两性花，子房也回到了上位状态。
据介绍，该研究首次从基因层面解释了下位子房的形成机制，对葫芦科作物育种具有重要意义，未来有望通过分子设计育种，培育出产量更高、抗逆性更强的新品种。
编辑 张树婧
校对 张彦君
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