黃瓜果實(shí)發(fā)育的乙烯調(diào)控機(jī)制被揭示

2019年3月26日，《The Plant Cell》在線發(fā)表了來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所楊學(xué)勇等的1篇題為“Genetic Regulation of Ethylene Dosage for Cucumber Fruit Elongation”的研究論文，該文章揭示了乙烯劑量依賴的黃瓜果實(shí)伸長的遺傳和分子機(jī)制。

研究人員以2個(gè)黃瓜短瓜材料（sf1突變體和acs2突變體）為對象，研究了乙烯劑量精細(xì)調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長的分子機(jī)制。sf1突變體表現(xiàn)為果實(shí)細(xì)胞分裂減弱并且產(chǎn)生過量乙烯；acs2突變體表現(xiàn)為果實(shí)細(xì)胞分裂減弱但是產(chǎn)生少量乙烯。該研究發(fā)現(xiàn)，SF1泛素化修飾并降解自身及其底物ACS2（乙烯合成途徑中的限速酶，1-Aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 2）；SF1突變后，導(dǎo)致ACS2積累，從而促進(jìn)乙烯過量合成；研究進(jìn)一步揭示了乙烯對黃瓜果實(shí)長度調(diào)控的劑量依賴性，過高或過低的乙烯劑量都會(huì)對黃瓜果實(shí)細(xì)胞分裂產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制，而合適劑量的乙烯會(huì)促進(jìn)細(xì)胞分裂，調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長；因此，SF1通過泛素化降解其自身和ACS2實(shí)現(xiàn)對黃瓜果實(shí)中乙烯劑量的精細(xì)控制，從而調(diào)控黃瓜果實(shí)伸長。以上研究為研究葫蘆科果實(shí)形態(tài)建成的遺傳和分子基礎(chǔ)提供了重要的參考。