研究强调了黄瓜育种中基因操纵的潜力

CLAVATA（CLV）信号通路通过调节茎尖分生组织（SAM）的大小对控制花和果实发育至关重要。尽管具有重要意义，但作物中的下游信号成分在很大程度上仍然未知。了解这些途径对于推进作物育种技术以提高产量和质量至关重要

迫切需要研究CLV信号通路内的遗传相互作用，以发现新的调控机制并改进农业实践

来自北京中国农业大学的一个团队研究了Gα亚基CsGPA1如何与CLV信号通路相互作用，以调节黄瓜的花器官数量和果实形状。这项发表在《园艺研究》上的研究强调了CsGPA1在调节关键调控基因表达中的作用

该研究采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，创建了黄瓜CsCLV3、CsCLV1和CsGPA1突变体。破坏CsCLV3和CsCLV1导致花朵具有额外的器官和更短、更宽的果实。研究表明，CsGPA1与CsCLV1相互作用，其破坏导致相似的表型，突显了其在CLV信号通路中的作用

详细分析表明，CsGPA1影响SAM大小和果实伸长的关键调节因子WUSCHEL（WUS）和CRABS CLAW（CRC）的表达。具体而言，CsGPA1抑制CsWUS表达并激活CsCRC转录，从而控制花器官数量并促进果实伸长

这些发现将CsGPA1确定为CLV途径中的一个新成分，为黄瓜花和果实发育的遗传调控提供了见解，并为作物育种改进提供了潜在目标

该研究的高级研究人员之一张晓兰博士表示：“我们发现CsGPA1与CLV信号通路的相互作用，为黄瓜花和果实性状的调控提供了新的认识。这可能会通过更精确地操纵果实形状和大小，对未来的作物育种计划产生重大影响。”

将CsGPA1鉴定为CLV信号途径中的关键调节因子，为作物育种中的基因调控开辟了新的途径。通过靶向该基因，育种者有可能开发出具有所需花和果实性状的黄瓜品种，从而提高产量和质量

这项研究不仅加深了我们对植物发育的理解，还为农业进步提供了实际应用 More information: Lijie Han et al, Heterotrimeric Gα-subunit regulates flower and fruit development in CLAVATA signaling pathway in cucumber, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae110

Journal information: Horticulture Research