新京報(bào)訊（記者周懷宗）黃瓜、西瓜、蘋(píng)果、櫻桃……這些美味的瓜果，在植物世界中，其實(shí)都是由它們的下位子房發(fā)育而成，瓜果頂端的花，則多是它們的上位子房，花與果，共同組成了它們的生殖和繁衍系統(tǒng)。然而，它們又是怎樣演變成今天的模樣？

黃瓜上位和下位子房形成示意圖。中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉所供圖

記者近日從中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所獲悉，該所楊學(xué)勇團(tuán)隊(duì)聯(lián)合華大生命科學(xué)研究院等研究團(tuán)隊(duì)的最新研究，首次構(gòu)建了植物發(fā)育花芽時(shí)空轉(zhuǎn)錄組圖譜并重建其細(xì)胞譜系，并揭示了黃瓜的“雌花發(fā)育秘密”——基因開(kāi)關(guān)決定雌花的性別和果實(shí)長(zhǎng)相。相關(guān)成果日前發(fā)表在《自然·植物》（《Nature Plants》）上。

子房位置是影響果實(shí)結(jié)構(gòu)和性狀的重要因素，位置如同人類子宮的選址，影響著后代的適應(yīng)性。被子植物中，下位子房這一特殊結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)上億年演化，已成為黃瓜、西瓜等葫蘆科作物果實(shí)發(fā)育的核心密碼。然而，其演化機(jī)制長(zhǎng)期缺乏遺傳學(xué)層面解釋。

科研人員介紹，團(tuán)隊(duì)利用空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，構(gòu)建了植物花芽的高精度時(shí)空轉(zhuǎn)錄圖譜，并結(jié)合細(xì)胞譜系重建和器官發(fā)生軌跡分析，明確了花托快速生長(zhǎng)是下位子房形成的關(guān)鍵。

與此同時(shí)，研究還找到了控制這一變化的主要開(kāi)關(guān)，這是一個(gè)名為KNAT2-like1的基因，它不僅可以啟動(dòng)花托的早期發(fā)育，還可以持續(xù)推動(dòng)細(xì)胞分裂。當(dāng)關(guān)閉這個(gè)基因時(shí)，黃瓜花托停止生長(zhǎng)，雌花變成了類似番茄的兩性花，子房也回到了上位狀態(tài)。

據(jù)介紹，該研究首次從基因?qū)用娼忉屃讼挛蛔臃康男纬蓹C(jī)制，對(duì)葫蘆科作物育種具有重要意義，未來(lái)有望通過(guò)分子設(shè)計(jì)育種，培育出產(chǎn)量更高、抗逆性更強(qiáng)的新品種。

編輯 張樹(shù)婧

校對(duì) 張彥君