Hortic Res | 华中农业大学成金桃/别之龙团队发现栽培甜瓜果实糖分卸载积累新机制

甜瓜（Cucumis melo L.）在世界上具有悠久的栽培历史。在栽培驯化和选择育种的过程中，甜瓜成熟果实的糖含量大幅跃升。高糖品种的甜瓜果实在发育中后期会发生蔗糖快速积累，而糖含量极低的野生种和菜用甜瓜却不会出现这一过程。在进化及发育过程中，甜瓜果实的韧皮部糖卸载机制一直未被鉴定和分析。

2023年7月，Horticulture Research上线了（Advance Access）华中农业大学园艺林学学院成金桃/别之龙研究团队题为Phloem unloading in cultivated melon fruits follows an apoplasmic pathway during enlargement and ripening 的研究论文。该研究初步探讨了栽培甜瓜果实糖分积累的分子机制，为优质甜瓜栽培、品种改良以及糖度设计育种的研究提供理论依据。

该研究利用CFDA荧光示踪、细胞学路径观察等方式分析了10个不同类型的栽培甜瓜品种和2个野生品种在果实不同发育时期的韧皮部卸载路径，发现野生种的甜瓜果实从子房期到生理成熟期韧皮部卸载方式都为共质体，而栽培种的甜瓜果实韧皮部卸载只有在发育早期为共质体途径，在果实彭大期和成熟期都转变成了质外体途径（图1），说明栽培甜瓜可能在变大变甜的过程中韧皮部卸载方式发生了转变。进一步通过果实的正反嫁接实验分析发现，果实本身特性是决定甜瓜果实糖积累量的关键（图2）。通过转录组测序与qRT-PCR分析基因表达与糖含量的相关性，挖掘参与甜瓜糖卸载及积累的关键基因并进行初步功能分析，发现CmSWEET10是定位在甜瓜果实筛分子伴胞复合体上的蔗糖转运蛋白，可能对甜瓜果实糖卸载及积累起到关键作用。

综上，该研究确定了甜瓜果实本身韧皮部同化物卸载方式及关键糖转运蛋白基因的功能是决定果实蔗糖积累量的关键。

华中农业大学园艺林学学院硕士研究生周奕轩和李可欣为论文第一作者，成金桃副教授为论文通讯作者。课题组别之龙教授、博士后文苏莹也参与了相关工作，该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划及西甜瓜产业技术体系项目的资助。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhad123

转自：“园艺研究”微信公众号

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