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黃瓜是我國(guó)園藝作物鮮少依賴外國(guó)品種的作物，栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位。為進(jìn)一步把握未來(lái)種業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)，持續(xù)領(lǐng)跑國(guó)際黃瓜基礎(chǔ)研究的國(guó)際領(lǐng)先地位，其品質(zhì)及產(chǎn)量育種已成為了國(guó)內(nèi)外同行競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)及重點(diǎn)。株型直接影響黃瓜的產(chǎn)量和生產(chǎn)成本，而果實(shí)的外觀品質(zhì)決定產(chǎn)品的商品價(jià)值，基于此，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張小蘭和任華中教授團(tuán)隊(duì)圍繞黃瓜株型變異和果實(shí)外觀品質(zhì)形成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，開展了系列前瞻性研究。
解析了CsBRC1調(diào)控黃瓜側(cè)枝發(fā)育新機(jī)制
黃瓜株型調(diào)控與基因挖掘。圍繞分枝、葉形和有限生長(zhǎng)三個(gè)株型性狀，揭示了CsBRC1基因通過(guò)直接抑制生長(zhǎng)素運(yùn)輸基因CsPIN3的活性來(lái)負(fù)向調(diào)控黃瓜側(cè)枝伸長(zhǎng)發(fā)育的新機(jī)制；發(fā)現(xiàn)了CsIVP和CsHAN調(diào)控黃瓜葉片形狀的基因網(wǎng)絡(luò)；闡明了CsLFY和CsTFL控制黃瓜有限/無(wú)限生長(zhǎng)的作用機(jī)理，為針對(duì)不同目標(biāo)市場(chǎng)的理想株型的黃瓜育種提供理論依據(jù)和基因資源。
中農(nóng)大21號(hào) 中農(nóng)大22號(hào)
黃瓜外觀品質(zhì)形成的分子遺傳機(jī)制解析。圍繞果長(zhǎng)、刺瘤、子房和心室發(fā)育四個(gè)果實(shí)外觀品質(zhì)性狀，發(fā)現(xiàn)了MADS-box轉(zhuǎn)錄因子 CsFUL1在東亞長(zhǎng)果材料中出現(xiàn)了一個(gè)單堿基突變CsFUL1A，CsFUL1A通過(guò)抑制CsSUP和生長(zhǎng)素運(yùn)輸基因CsPIN/7的表達(dá)來(lái)負(fù)向調(diào)控果長(zhǎng)；挖掘了系列刺瘤相關(guān)基因CsTBH、CsTS1并闡明通過(guò)激素路徑參與刺瘤形成的調(diào)控機(jī)理；明確了細(xì)胞分裂素和氮磷養(yǎng)分協(xié)同調(diào)控黃瓜超級(jí)子房的花冠開發(fā)，導(dǎo)致 ‘頭頂鮮花’的黃瓜果實(shí)形成；鑒定并解析了CsGID1a、CsSPL和CsWOX1調(diào)控黃瓜心室發(fā)育和芒果形果實(shí)形成的分子作用機(jī)制；以及CsCLV3調(diào)控心室數(shù)目變異的基因網(wǎng)絡(luò)，為優(yōu)良果形的黃瓜育種提供理論基礎(chǔ)和標(biāo)記選擇。
張小蘭教授團(tuán)隊(duì)
任華中教授團(tuán)隊(duì)
團(tuán)隊(duì)以第一或通訊作者在PNAS、Plant Cell、PLoS Biol 等SCI期刊上發(fā)表論文50余篇，應(yīng)邀在Curr Opin Plant Biol和Hortic Res期刊撰寫黃瓜研究綜述，研究成果入選2020年中國(guó)農(nóng)業(yè)十大科技進(jìn)展，Plant Cell 亮點(diǎn)論文（2019）以及ESI 高被引論文（2篇）。基于黃瓜株型及外觀品質(zhì)基因的生物學(xué)功能解析，開發(fā)了分枝、果長(zhǎng)、果瘤、亮度等分子標(biāo)記，培育了中農(nóng)大21、22、25等系列黃瓜新品種，品種分別于2012年和2016年通過(guò)山東省及北京市作物新品種審（鑒）定，并已在山東、河南等地作為春大棚主要栽培品種被大面積推廣應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)獲批國(guó)家杰出青年基金1項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金的重點(diǎn)基金2項(xiàng)和國(guó)際合作重點(diǎn)基金1項(xiàng)，并獲農(nóng)業(yè)部神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、中國(guó)園藝學(xué)會(huì)華耐園藝科技獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。
