近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所蔬菜功能基因組團隊聯(lián)合國內(nèi)多家合作單位，提出了一種定向人工進化策略創(chuàng)造了葫蘆科瓜類作物的全新緊湊株型，大大提高了葫蘆科瓜類作物的生產(chǎn)效率。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然植物（Nature Plants）》上。

  黃瓜、甜瓜和西瓜等葫蘆科瓜類作物具有重要的經(jīng)濟價值，但這些作物的主莖和節(jié)間均較長，使得栽培群體的種植密度較低，管理上耗時費工，生產(chǎn)效率低下。具有顯性遺傳的特征，并且不影響座果和產(chǎn)量的緊湊株型已成為葫蘆科作物急需改良的一個重要方向。

  為了解決這一難題，該研究團隊在南瓜種質(zhì)庫中尋找到唯一一份由顯性單基因控制的矮化種質(zhì)。遺傳驗證揭示南瓜CmoYABBY1基因的5’非翻譯區(qū)上的一段76個堿基的缺失，通過增強CmoYABBY1的蛋白翻譯水平，使得南瓜主莖極度縮短。該76個堿基的序列中存在一個在葫蘆科作物中保守調(diào)控元件，利用基因編輯工具對黃瓜和西瓜中的該保守調(diào)控元件進行靶向刪除，實現(xiàn)了莖長的精細(xì)調(diào)節(jié)。團隊根據(jù)不同瓜類作物的不同栽培模式，將編輯獲得的新等位基因植株進行精確配置，發(fā)現(xiàn)編輯的矮化植株可以顯著的提高單產(chǎn)或顯著降低勞動力成本。

  該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的支持。