Hortic Res | 河南农业大学胡建斌教授团队和李营副教授团队在权衡甜瓜苗期耐冷性与果实品质的研究方面取得新进展

甜瓜是世界重要的园艺作物，其分布范围广、栽培面积大、果实营养丰富。甜瓜起源于热带及亚热带地区，属于典型的喜温作物，全生育期（特别是苗期）对温度的要求很高。中国是世界上最大的甜瓜生产国，华北地区甜瓜常用于早春栽培，但早春的低温（包括倒春寒）严重抑制了植株生长，降低了果实的品质和产量，并推迟了果品上市期。对于果实植物而言，抗逆性和果实品质是育种的两个重要目标，生产中大多人认为“品质优的品种抗性弱，抗性强的品种品质差”。然而，关于甜瓜耐冷性状与果实品质之间的权衡尚未见相关报道。目前，在国内推广的甜瓜品种大多不具备强耐冷性的特点。因此，挖掘权衡甜瓜苗期耐冷性与果实品质的相关基因，对于这两个重要性状的协同改良具有重要的意义。

2023年5月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）河南农业大学园艺学院胡建斌/李营课题组题为Identification of candidate genes that regulate the trade-off between seedling cold-tolerance and fruit quality in melon (Cucumis melo L.) 的研究论文。

研究团队采用GC-MS对8种不同耐冷性甜瓜种质的成熟期果肉进行了代谢谱分析。利用48种标样对果肉样品进行了靶向相对定量，共检测到31种初级代谢产物，包括12种氨基酸、10种有机酸和9种可溶性糖（图1）。总体而言，冷敏感型甜瓜的初级代谢产物较耐冷型甜瓜丰富。其中，代谢产物含量在冷敏感型甜瓜HH94中最高，在耐冷型甜瓜H581中较高，而在中等耐冷型甜瓜HH09中最低（图1）。

通过WGCNA对典型材料H581和HH09中的14种重要代谢物与差异基因构建共表达网络，发现MEbrown3、MEhoneydew、MEorangered3和MEpink3这4个模块与代谢产物相关性最高（r2> 0.90，p < 0.01）（图2）。进一步结合H581和HH09的基因组信息，鉴定到5个位于网络“节点”的关键候选基因（MELO3C016749.2、MELO3C012147.2、MELO3C026791.2、MELO3C010343.2 和MELO3C024337.2 ）。利用瞬时转化技术对重点候选基因MELO3C012147.2（CmEAF7 ）进行了功能验证，结果表明CmEAF7 为甜瓜苗期耐冷的正调控因子，同时正调控甜瓜果实中蔗糖和果糖的积累，是甜瓜苗期耐冷性和果实品质的“理想型”权衡基因，在甜瓜重要性状协同改良中具有潜在的应用价值。

河南农业大学园艺学院博士生李丽丽、青年教师李琼和硕士生陈斌为该论文共同第一作者，胡建斌教授和李营副教授为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金（31872101、32072564）、河南省重大科技专项资金（221100110400）、河南省自然科学基金杰出青年科学基金项目（222300420009）和河南农业大学青年英才项目(30500728)的资助。

作者团队介绍

胡建斌教授团队介绍：

河南农业大学甜瓜生物技术与种质创新团队，开展甜瓜种质资源评价、种质创新、重要性状遗传机理、生物技术育种等研究，目前承担有国家自然科学基金、河南省重大科技专项、河南省自然科学基金、河南省良种联合攻关等项目，在资源抗逆性评价、优异基因发掘、基因编辑等方面取得了研究进展。

李营副教授团队介绍：

河南农业大学园艺学院茄科课题组李营团队在非生物逆境与生长发育平衡领域取得了系列进展，近年来以第一作者或通讯作者先后在Plant Biotechnology Journal (Li et al., 2018)、The Plant Journal (Li et al., 2023)、Horticulture Research（Li et al., 2023; Luo et al., 2023）、Food Chemistry (Li et al., 2019)、Environmental and Experimental Botany（Ding et al., 2022）等期刊发表论文。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhad093

转自：“园艺研究”微信公众号

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