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去菜市場買菜，那些表皮光澤鮮亮的黃瓜、茄子等蔬菜瓜果總是更受青睞。它們的表面為何會那么光澤鮮亮？
湖南農業大學園藝學院教授武濤帶領的黃瓜種質創新與遺傳改良團隊，找到了黃瓜果皮光亮的基因。研究成果近日發表在The Plant Journal上，湖南農業大學為論文第一和通訊單位，博士研究生高璐瑤和青年教師曹嘉健博士為共同一作，武濤為通訊作者，該校園藝學院教授王春華亦參與研究。
該研究通過EMS誘變、MutMap、KASP基因分型和基因編輯等技術，明確了COPII囊泡核心亞基CsSEC23能夠調控黃瓜果皮光澤。CsSEC23功能保守，位于高爾基體和內質網中。
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黃瓜光澤突變體Csgp表型鑒定。受訪者 供圖
研究者通過酵母雙雜交、雙分子熒光互補實驗及熒光素酶互補實驗分析發現，CsSEC23可以與CsSEC31相互作用，但在Csgp突變體中二者間相互作用關系消失，可能使COPII囊泡運輸的效率降低。轉錄組測序分析表明突變體中角質蠟質轉運相關基因顯著上調。GC-MS分析表明，Csgp突變體蠟質含量降低，角質含量升高。角質層結構觀察結果表明，CsSEC23突變導致黃瓜果皮角質層滲透性提高，角質層變薄。
“我們發現，CsSEC23基因突變后，其原有運輸囊泡的功能會受損或發生變化。同時，受其運輸的一些影響果皮光澤性的物質比如蠟質、角質等，也會發生改變。”武濤表示，果蔬的天然光澤越亮，那其價值也會更高。我國各地尤其是華北地區的果蔬市場，果皮光澤度好的品種最為受歡迎。
“CsSEC23的功能保守，這就意味著南瓜、苦瓜等其他瓜類可能也有這個基因，但仍需進一步實驗驗證。”武濤補充說，光澤度變化除了影響果蔬的外觀以外，是否影響其口感與營養價值等也有待進一步研究。
據介紹，該研究揭示了COPII囊泡核心亞基CsSEC23調控黃瓜果皮光澤的作用機制，為人們深入研究黃瓜果皮光澤性分子調控機制及高品質黃瓜新品種培育奠定了基礎，為培育滿足市場需求的新品種提供了技術依據。
研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金以及湖南省自然科學基金等項目的支持。