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近日，從中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所獲悉，該所蔬菜功能基因組學創(chuàng)新團隊與國內(nèi)外同行合作，發(fā)現(xiàn)了一個大片段DNA序列拷貝數(shù)變化可以決定黃瓜的性別。相關成果于5月22日在國際著名期刊《植物細胞（Plant Cell）》發(fā)表。

大片段DNA序列的結(jié)構(gòu)變異（Structural Variation，簡稱SV）包括插入/缺失、拷貝數(shù)變化和倒位等多種類型，可引起許多人類疾病（如自閉癥和精神分裂癥）的發(fā)生，在植物中也有關于結(jié)構(gòu)變異引起農(nóng)藝性狀（如葉子大小和果實形狀）改變的少量報道，但是植物中結(jié)構(gòu)變異產(chǎn)生的機制及其對基因功能的影響還鮮有報道。
   該團隊在2013年構(gòu)建了黃瓜全基因組變異圖譜的基礎上，繼續(xù)利用這些數(shù)據(jù)深入開展了黃瓜SV的鑒定和分析工作，鑒定了近2.7萬個SV位點，涉及約1200萬個堿基，影響近1700個基因的功能，并揭示了SV產(chǎn)生的主要機制，將成為研究黃瓜基因功能的重要資源，并為充分利用SV改良作物提供了理論基礎。
   黃瓜是典型的雌雄異花作物，多數(shù)黃瓜品種同時有雌花和雄花，只有雌花可發(fā)育成果實。在歐洲有些品種為全雌系，整個植株全部開雌花，因此具有較高的增產(chǎn)潛力。黃瓜全雌系產(chǎn)生的性別決定機制一直是國內(nèi)外研究熱點，多個研究團隊圍繞該問題做了大量探索，但一直未得到十分明確的答案。該研究發(fā)現(xiàn)黃瓜全雌系是由于一個30kb大小DNA片段的拷貝數(shù)增加引起，并且發(fā)現(xiàn)拷貝數(shù)增加應該最初發(fā)生在東亞的一個黃瓜材料中，后來傳播到歐洲，形成產(chǎn)量較高的黃瓜品種。黃瓜全雌系產(chǎn)生遺傳機制的揭示對于進一步揭示性別決定機理具有重要的指導意義，并對將來培育高產(chǎn)黃瓜品種具有潛在的重要應用價值。
   該研究得到了國家杰出青年科學基金項目 、國家優(yōu)秀青年科學基金項目、國家自然科學基金面上項目、科技部973項目及中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程的資助。（通訊員 李海芬）