Vegetable Res 编委动态 | 西北农林科技大学李征/沈俊俊团队揭示CsTL基因调控黄瓜卷须发育的分子机制

2024年4月，西北农林科技大学园艺学院李征/沈俊俊团队在国际知名学术期刊The Plant Cell 在线发表了题为The GRAS transcription factor CsTL regulates tendril formation in cucumber 的研究论文，揭示了CsTL 基因调控黄瓜卷须发育的分子机制。

卷须作为攀援器官，着生在黄瓜的叶腋部位。鲜食黄瓜的生产多采用人工绑蔓的栽培方式，不需要利用其自身的卷须行使附着支撑的功能，卷须则成为影响黄瓜植株有序生长和消耗养分的多余器官，需要人工去除，消耗劳动力，并且摘除后留下的伤口也为病菌滋生提供机会。

李征/沈俊俊团队联合沈阳农业大学潘健副教授鉴定发现了一个Tnt1 转座子插入黄瓜无卷须突变体tendril-less（tl），图位克隆结果显示该突变体的候选基因为CsaV3_3G003590（CsTL，为拟南芥LAS 的同源基因）。基因编辑和表型观察结果也显示黄瓜中敲除CsTL 基因抑制卷须的起始而不影响侧枝的形成。随后利用Micro-CT技术观察了CsTL 基因编辑植株、野生黄瓜品系和对照组植株的侧生器官起始特性。此外，该研究还发现CsTL与卷须调控因子CsTEN能够形成复合物，进一步增强CsTEN介导的CsUFO 表达，从而促进卷须发育。

有趣的是，尽管拟南芥、水稻和番茄中的CsTL 同源基因在侧枝/分蘖的形成过程中具有保守的功能，但在黄瓜中CsTL 基因的功能缺失抑制卷须的起始而不影响侧枝的形成。拟南芥中，CsTL 的同源基因LAS 在REV 的上游发挥调控侧枝发育的功能。在黄瓜中敲除CsREV 基因会抑制侧枝的形成但卷须却能正常起始。这表明， CsREV在黄瓜中具有控制分枝的保守功能，而CsTL 产生功能分化。拟南芥和黄瓜基因组的共线性分析表明CsTL 和CsREV 的所在基因组区域与拟南芥中同源基因的共线性关系有较大差异。该研究成果为黄瓜株型改良提供了新的思路。

论文第一署名单位为西北农林科技大学，园艺学院李征教授为该论文的通讯作者，沈俊俊副教授、博士生蒋彦欣和沈阳农业大学园艺学院潘健副教授为论文共同第一作者，宾夕法尼亚州立大学博士后孙林汉为该研究提供了技术帮助。该研究受到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和陕西省科技创新团队项目的资助，西北农林科技大学研究中心为本研究提供了部分技术支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plcell/koae123