CurrBiol乙烯对甜瓜性别决定

瓜类开花有雄花与雌花之分，雄花只开花不结果，雌花可进行常异花授粉结成果实，有类似开花特征的瓜类有黄瓜，甜瓜，西瓜等。与此同时，雌花在经历授粉后，结出的果实有存在长果及圆果之分。虽然已有研究发现了瓜果雌雄花性别决定的机理，但是雌雄花性别决定和果实形状之间是否存在联系还不清楚。近日，来自法国巴黎萨克雷大学的研究人员发现乙烯在调控甜瓜果实形状及性别决定过程中存在双重作用，相关的结果发表在最近一期的CurrentBiology杂志上。研究人员首先对一个长果甜瓜品种CharentaisMono进行了EMS诱变，在株M2后代中筛选出了一个圆瓜单株rf1，经过BSA测序及图位克隆，研究人员发现rf1编码一个可以调控乙烯合成，引起雌雄同花的基因，CmACS7。该基因的变异在引起雌雄同花的基础上还引起了圆果表型的出现，表明该基因是一个多效基因（图1）。

图1：图位克隆鉴定到果实形状及性别决定基因CmACS7

作者深入研究rf1花器官的细胞学特征后发现，rf1单株的果实形状在性别决定后才会决定，也就说明CmACS7的功能及表达存在时空上的精确调控（图2）。

图2：rf1的圆果表型出现在性别决定之后

有研究指出，甜瓜的果实形状和细胞的伸长及分裂有直接关系，细胞延伸占优的形成长果，而细胞分裂占优的形成圆果。因此研究人员进一步使用了激光显微切割的手段，将野生型和rf1果实中的各个部分分别切割（图3）进行转录组测序。

图3：激光显微切割示意图

通过转录组分析，研究人员认为甜瓜果实形状决定存在两个调控模块，第一个是受E2F-DP调控的细胞延伸模块，决定细胞是否伸长；第二个是受OVATE和TRM5调控的细胞分裂模块，调控细胞是否分裂。而OVATE和TRM5参与的模块受到乙烯的调控，同时又由于CmACS7可以调控乙烯的合成，因此在rf1突变体中，E2F-DP模块占优，因此形成圆果。

图4：CmACS7调控果实形状的示意图

该论文的通讯作者是AbdelhafidBendahmane，其带领的课题组在年发表了关于miR–SlHB15A模块调控高温胁迫下番茄孤雌生殖及胚珠发育的重要结果，也推荐大家阅读。

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