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【成果快讯】原载于《科技日报》 果实膨大机制被揭示 巨型南瓜体形有望创新高
发布时间:2023-05-24

团队培育的巨型南瓜。张琼供图


【成果播报】

  ◎过国忠  通讯员 虞 璐  张雨欣

  近日,扬州大学日光温室内的巨型南瓜花朵陆续开放。

  “这些天,我们团队正抓紧开展人工授粉工作。”正在忙碌的扬州大学园艺园林学院园艺专业的本科生陈晨说,“目前,正是南瓜整枝、理蔓、定果等植株调整工作的关键期,希望这一季能种出更大的南瓜。”

  据介绍,该团队在扬州大学教授缪旻珉的指导下,历经3年,首次揭示了巨型南瓜独特的果实膨大机制,为南瓜果实大小性状选育相关工作、促进南瓜果实增大提供了重要的科学依据。团队采用的现代栽培技术,种出的南瓜达366斤。

  2022年,该团队相关研究成果获得全国大学生生命科学竞赛一等奖。

  “3年来,我们通过课堂学习,了解了巨型南瓜的存在,但是目前学术界有关巨型南瓜生长机理的研究文献很少见。那么,巨型南瓜是否有生长极限?是什么机制促使南瓜果实这么大?可食用南瓜的最大生长值究竟是多少?这些问题都是值得研究的课题。”陈晨说。

  为了解开这些疑惑,陈晨和几个志同道合的小伙伴一拍即合,踏上了研究巨型南瓜的艰辛之路。

  缪旻珉介绍,目前,常用作栽培比赛或展览的巨型南瓜品种名叫大西洋巨型南瓜,由小南瓜选育而来。因此,巨型南瓜的“祖先”是小南瓜。

  如何选育出巨型南瓜?

  该科研团队首先从解剖学形态、植物生理学方面,对巨型南瓜的果实和小南瓜进行了差异对比,并通过系统研究发现,巨型南瓜的叶片光合指标、果柄粗度、韧皮部维管束数量和果实ɑ-半乳糖苷酶活性等相关指标均显著上升,导致巨型南瓜的同化物运输速度非同一般,大量的同化物快速积累使得果实膨大速度远高于小果品种。

在此基础上,该团队开始了更加细致入微的探究。通过杂交大西洋巨型南瓜和小南瓜,团队发现子一代果实上开始存在超亲分离现象,并不断延续下去,这表明有多个基因在控制着果实的大小。

  “我们师生科研团队立刻进行南瓜全基因组重测序工作,构建了高密度遗传图谱,共筛选出13个候选基因,并获得了4个与果实大小相关的分子标记。其中,借助候选基因表达和功能分析,我们还发现植物激素相关基因影响果实膨大,2个基因分别控制生长素和油菜素内酯这两种植物激素。”缪旻珉说。

  据了解,在对基因重点比对和试验后,该团队最终得出结论,植物激素的合成与信号转导的转变是促进果实膨胀的关键。与此同时,该科研团队开发出的分子标记方法可用于果实大小的辅助育种,并总结出一种促进巨型南瓜果实增大的有效方法。

  目前,相关研究成果已申请2项发明专利,并在国际相关学术刊物发表研究论文4篇。

  “科研过程远比看到的艰辛,但看着南瓜从一颗小小的种子长成巨大果实,真的太奇妙了!”陈晨说,尽管当初实验看不到头、论文也屡次被拒,但团队没有人想过放弃。

  近年来,该团队还与扬州地恩生态农业科技有限公司联合开展技术推广,指导该公司培育的巨型南瓜单果重量平均增加46.5%,3年累计推广应用面积达300亩,增收近600万元。

  值得一提的是,该团队选育种植的巨型南瓜果型巨大,造型各异,有的可供食用,有的以观赏为主,已成为当地休闲观光农业的“宠儿”。

  “未来我们团队将进一步攻克难关,希望早日解开巨型南瓜的全部奥秘,培育出更多可食用、口感好的巨型南瓜,为乡村产业振兴贡献智慧和力量。”陈晨说。


原载于《科技日报》

原文链接:

http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2023-05/24/content_553642.htm?div=-1


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