黃瓜（Cucumis sativus L.）是一種重要的瓜果類蔬菜作物，其果實大小、形狀、顏色等感官品質(zhì)是決定消費者偏好的關(guān)鍵因素。目前，果實彎曲現(xiàn)象是黃瓜栽培實踐中最常見的問題之一，極大影響其商品品質(zhì)與經(jīng)濟價值。因此，挖掘黃瓜果實彎曲形成關(guān)鍵基因，揭示其分子作用機理，將有助于黃瓜果實品質(zhì)遺傳改良。

生長素在植物的果實發(fā)育過程具有重要作用，黃瓜果實兩側(cè)生長素的不均勻分布，導(dǎo)致果實兩側(cè)生長速率不一致，彎曲果實形成。生長素的生物合成主要包括兩個步驟，第一步中，色氨酸通過擬南芥轉(zhuǎn)氨酶家族TAA轉(zhuǎn)化為IPA，在第二步中，IPA被YUCCAs（YUCs）家族轉(zhuǎn)化為IAA，因此YUC家族在植物生長發(fā)育中扮演重要角色，但在黃瓜中YUCCA基因是否參與生長素的生物合成影響黃瓜果實彎曲還未見報道。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了東北農(nóng)業(yè)大學(xué)題為The curvature of cucumber fruits is associated with spatial variation in auxin accumulation and expression of a YUCCA biosynthesis gene的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)過量表達(dá)的CsYUC10b促進黃瓜順直果實的形成，在黃瓜生產(chǎn)和育種中具有潛在的應(yīng)用前景。本研究以華北型易彎曲黃瓜品種“L18”為材料，前期研究發(fā)現(xiàn)開花后2 DPA為果實彎曲形成的關(guān)鍵時間點，并通過轉(zhuǎn)錄組測序激素分析彎曲果實凸面和凹面的差異基因，差異基因富集和功能途徑分析發(fā)現(xiàn)生長素是影響果實彎曲的重要因素之一。進一步通過外源噴施生長素抑制劑發(fā)現(xiàn)，生長素的不對稱分布可以導(dǎo)致彎曲果實形成;生長素相關(guān)的差異基因表達(dá)（DEGs）的篩選和qPCR鑒定發(fā)現(xiàn)CsYUC10b基因可能是影響果實彎曲的關(guān)鍵基因?；蚬δ茯炞C發(fā)現(xiàn)，過量表達(dá)CsYUC10b基因的黃瓜果實兩側(cè)生長素含量顯著增加，且生長素水平接近，從而使黃瓜果實兩側(cè)的生長速度相等，果實呈順直形。這項研究利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)方法，挖掘影響黃瓜彎曲果實形成的關(guān)鍵基因CsYUCCA，揭示了CsYUCCA參與生長素的生物合成并因此影響黃瓜果實彎曲的分子機制，為人們深入認(rèn)識黃瓜果實彎曲的分子調(diào)控機理及培育果形順直的優(yōu)良黃瓜新品種奠定基礎(chǔ)。

本研究在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“東北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室”完成，秦智偉教授黃瓜遺傳育種團隊的博士生李勝男和已畢業(yè)博士生王春華（現(xiàn)為福建農(nóng)林大學(xué)博士后）為本文的共同第一作者，青年教師辛明副研究員為該論文的通訊作者，東北農(nóng)業(yè)大學(xué)為第一單位及第一通訊作者單位。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、黑龍江省自然科學(xué)基金、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)骨干項目的資助。