郑果所西甜瓜资源团队解析西瓜种子大小的全新分子调控通路

种子大小是作物驯化中的重要农艺性状，对作物品质和产量提升有重大意义，更是西瓜育种中的核心改良性状。然而，决定西瓜种子大小的关键遗传变异及其背后的分子调控机制仍是未解之谜，极大地阻碍了小籽鲜食西瓜的培育。

近日，中国农业科学院郑州果树研究所西瓜甜瓜种质资源团队在《Plant Communications》（IF=13.7）在线发表了题为A copy number variation generates a long-noncoding RNA that enhances ClBige1b expression to suppress cell expansion and seed growth in watermelon的研究论文。研究人员通过对196份西瓜核心种质进行SV-GWAS分析，在西瓜六号染色体锁定一个调控西瓜种子大小的拷贝数变异。通过基因组比对发现，该变异在大籽材料中为单拷贝，在小籽材料中为四拷贝串联重复。进一步利用分子互作及基因编辑手段证实，此变异虽不直接编码蛋白，却能直接激活一条全新长链非编码RNA，进而上调下游多药及毒素外排转运蛋白编码基因，通过降低生长素水平来抑制细胞生长，最终使种子变小。这项发现首次将拷贝数变异、长链非编码RNA与种子大小调控联系起来，为小籽西瓜品种的分子育种提供了可直接利用的基因靶点，对培育更符合市场消费习惯的小籽西瓜具有重大指导意义。

图. 拷贝数变异调控西瓜种子大小的分子机制

中国农业科学院郑州果树研究所李娜研究员为本研究通讯作者，中国农业科学院郑州果树研究所宋建飞博士和周丹助理研究员、中国农业科学院深圳农业基因组研究所郑建树副研究员和科研助理唐展鹏为论文共同第一作者。本研究得到了中国农业科学院科技创新工程等项目的资助和支持。（通讯员：齐文莉）