2019年3月26日,《The Plant Cell》在線發(fā)表了來自中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所楊學勇等的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伸長的遺傳和分子機制。
研究人員以2個黃瓜短瓜材料(sf1突變體和acs2突變體)為對象,研究了乙烯劑量精細調控黃瓜果實伸長的分子機制。sf1突變體表現為果實細胞分裂減弱并且產生過量乙烯;acs2突變體表現為果實細胞分裂減弱但是產生少量乙烯。該研究發(fā)現,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,導致ACS2積累,從而促進乙烯過量合成;研究進一步揭示了乙烯對黃瓜果實長度調控的劑量依賴性,過高或過低的乙烯劑量都會對黃瓜果實細胞分裂產生嚴重的抑制,而合適劑量的乙烯會促進細胞分裂,調控黃瓜果實伸長;因此,SF1通過泛素化降解其自身和ACS2實現對黃瓜果實中乙烯劑量的精細控制,從而調控黃瓜果實伸長。以上研究為研究葫蘆科果實形態(tài)建成的遺傳和分子基礎提供了重要的參考。