本報(bào)訊（記者李晨）中國(guó)農(nóng)科院蔬菜花卉研究所功能基因組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，應(yīng)用稀有遺傳變異的分析策略，發(fā)現(xiàn)了控制黃瓜卷須發(fā)育的身份基因（TEN），并且揭示了黃瓜卷須與側(cè)枝為同源器官，而這是曾困擾達(dá)爾文的植物發(fā)育學(xué)謎團(tuán)。相關(guān)成果日前在線發(fā)表于《分子植物》雜志。
據(jù)了解，在農(nóng)業(yè)育種史上，稀有變異的利用具有重要意義。例如，水稻的不脫粒性和小麥矮稈等稀有突變性狀，被人類馴化成重要的農(nóng)藝性狀。
論文通訊作者、蔬菜所研究員黃三文告訴記者，卷須是黃瓜的攀援器官，但它的“身份”即其同源器官是什么并不清楚。在溫室中栽培的黃瓜并不需要卷須來攀援，因此為減少生物量的浪費(fèi)，農(nóng)民需要人工摘除卷須。培育完全沒有卷須的省力品種，是黃瓜育種的重要方向之一。
該團(tuán)隊(duì)在全球范圍內(nèi)的3000多份黃瓜種質(zhì)里發(fā)現(xiàn)了唯一的無卷須稀有黃瓜種質(zhì)。其卷須被側(cè)枝替代，失去了攀援能力。表型觀察和遺傳分析表明，黃瓜的卷須和側(cè)枝是一對(duì)同源器官。研究人員進(jìn)一步通過基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和稀有變異的綜合分析，在全基因組360多萬個(gè)變異中，發(fā)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)無卷須種質(zhì)的一個(gè)稀有單個(gè)核苷酸的變異（SNP）。該SNP位于一個(gè)TCP家族CYC/TB1亞類轉(zhuǎn)錄因子的保守結(jié)構(gòu)域，遺傳證明該TCP基因就是卷須發(fā)育的身份基因TEN。
研究還發(fā)現(xiàn)，該稀有變異顯著降低了TEN基因的轉(zhuǎn)錄激活功能，影響了一系列下游基因的表達(dá)，從而調(diào)控了卷須身份的轉(zhuǎn)換和卷須的運(yùn)動(dòng)。該成果為在植物基因組中研究功能性稀有變異提供了范例，同時(shí)揭示了黃瓜卷須同源器官為側(cè)枝這一歷史謎團(tuán)，也為黃瓜無卷須株型育種提供了理論支撐。
