研究发现功能基因可以调控南瓜性别—新闻—科学网

东北农业大学屈淑平教授团队基于正向遗传学手段，成功精细定位并克隆控制印度南瓜强雌性状的重要功能基因CmaCPK4，并解析其分子机制，为南瓜性别决定调节机制提供了重要的基因资源。相关成果于2024年12月发表在《植物生理》上。

南瓜为葫芦科一年蔓生性草本植物，是世界范围内重要的园艺作物。南瓜属作物主要的性别形式是雌雄异花同株，其产量与雌花出现早晚及数量密切相关。强雌性的利用可以显著增加南瓜的产量，提高制种效率及杂交种的纯度，强雌品系的培育已经成为南瓜育种的主要目标。但目前南瓜强雌控制基因未见报道，其调控机制尚不明确。

本工作中，团队通过遗传分析、全基因组重测序和分子标记辅助验证表明，由于CmaCPK4基因启动子区插入一个逆转录转座子，最终导致强雌表型的产生。为进一步解析CmaCPK4调控南瓜性别决定的功能，研究团队通过荧光素酶互补成像、双分子荧光互补、pull-down和体外磷酸化试验，证实CmaCPK4与乙烯合成关键酶CmaACS5和CmaACS7相互作用并使其磷酸化，导致强雌系中乙烯含量增加，进而调控印度南瓜的性别决定。

CmaCPK4调控南瓜性别决定的工作模型。东北农业大学供图

综上所述，该研究解析了CPK4-ACS5/ACS7模块在调控南瓜性别决定中的作用机制，为精准高效培育高产南瓜品种提供理论与技术支撑，也丰富了葫芦科作物性别决定的调控网络。

相关论文信息：https://doi.org/10.1093/plphys/kiae666

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