在被子植物中，根據(jù)花器官相對于子房的空間位置，子房可分上位和下位子房。其中，下位子房位于萼片、花瓣和雄蕊的著生點之下，而上位子房則位于這些花器之上。

       子房位置是影響果實結(jié)構(gòu)和性狀的重要因素，黃瓜等葫蘆科作物的果實源自下位子房，其演化機制長期缺乏遺傳學層面解釋。而深入研究下位子房形成的遺傳和分子機制，不僅能揭示這一重要性狀的演化歷程，還能為下位子房的性別決定與果實發(fā)育提供關(guān)鍵見解，對育種實踐具有重要意義。

       近日，在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目資助下，中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所蔬菜功能基因組學創(chuàng)新團隊，聯(lián)合農(nóng)業(yè)基因組研究所和華大生命科學研究院，在《自然·植物（Nature Plants）》發(fā)表研究論文，首次系統(tǒng)揭示了黃瓜下位子房形成的遺傳調(diào)控機制。

       研究團隊利用空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)Stereo-seq，構(gòu)建了植物花芽的高精度時空轉(zhuǎn)錄圖譜，并結(jié)合細胞譜系重建和器官發(fā)生軌跡分析，明確了花托快速生長是下位子房形成的關(guān)鍵。

       研究發(fā)現(xiàn)，KNOX1家族轉(zhuǎn)錄因子KNAT2-like1在花托發(fā)育中發(fā)揮核心調(diào)控作用，其突變可導(dǎo)致花器結(jié)構(gòu)改變，形成番茄式的上位子房。該研究提出膨大花托是葫蘆科下位子房與單性花協(xié)同演化的重要創(chuàng)新，為理解被子植物生殖器官演化及相關(guān)作物的分子育種提供了新思路。

       研究還結(jié)合全基因組聯(lián)系分析，發(fā)現(xiàn)黃瓜果實的主要果肉組織并非來自心皮，而是由花托發(fā)育而成，這為黃瓜及其他葫蘆科作物的果實改良提供了新的觀點和育種策略。

責任編輯：柳陽

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