本報訊 北京市農(nóng)科院蔬菜中心許勇研究員團(tuán)隊近日在植物學(xué)國際知名期刊《新植物學(xué)家》（New Phytologist）在線發(fā)表最新論文，揭示了新型糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ClVST1是調(diào)節(jié)西瓜果實糖分卸載的關(guān)鍵因子，從分子層面揭示了西瓜變甜的秘密，為選育高品質(zhì)西瓜提供了有力支持。

西瓜是夏季最受人們喜愛的水果之一，甜蜜多汁的西瓜解渴又消暑。不過鮮為人知的是，早期野生的西瓜不僅不甜而且發(fā)苦，西瓜變甜并非先天有之，而是人類不斷馴化改良的結(jié)果。西瓜為何會變甜？哪些基因控制著這些性狀？這些問題吸引著全世界不少科學(xué)家的關(guān)注和研究，這其中就有北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜中心許勇研究員團(tuán)隊。

眾所周知，植物進(jìn)行光合作用可以產(chǎn)生糖分等養(yǎng)分，西瓜也不例外。西瓜葉片光合作用產(chǎn)生的糖分經(jīng)過莖韌皮部運(yùn)送到果實，在果實中代謝轉(zhuǎn)運(yùn)至少需經(jīng)歷4個環(huán)節(jié)，即水蘇糖、棉子糖等寡糖水解為二糖蔗糖、果實韌皮部卸載蔗糖、細(xì)胞間隙的糖分由糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白運(yùn)輸?shù)焦饧?xì)胞內(nèi)、最終在果肉細(xì)胞液泡中存儲糖分。前期研究中，許勇團(tuán)隊已經(jīng)揭示了控制第4個環(huán)節(jié)的糖分儲存基因是西瓜液泡膜糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ClTST2，但仍不清楚哪些糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白參與了果實韌皮部糖分的卸載。

許勇團(tuán)隊近日在國際期刊《新植物學(xué)家》在線發(fā)表最新成果，則是找出了另一個新型糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白ClVST1，研究人員利用超高密度SNP遺傳圖譜、326份自然群體材料完成了西瓜果實含糖量的精細(xì)定位和關(guān)聯(lián)分析，綜合利用體外功能驗證和基因敲除技術(shù)，最終揭示了ClVST1是調(diào)節(jié)果實糖分卸載的關(guān)鍵因子。

研究人員發(fā)現(xiàn)，野生不甜西瓜的ClVST1僅在液泡膜表達(dá)，但是栽培西瓜的ClVST1丟失了部分氨基酸，導(dǎo)致其定位到了細(xì)胞膜，而且有意思的是，ClVST1僅在栽培西瓜中具有糖轉(zhuǎn)運(yùn)活性，起韌皮部糖分卸載的作用，而且通過400多份資源的基因組序列分析確認(rèn)ClVST1是受到馴化的基因。由此證實，ClVST1是野生西瓜進(jìn)化為栽培西瓜過程中的獲得性功能，起到調(diào)節(jié)、分配糖分和生物產(chǎn)量的作用。

根據(jù)這些研究發(fā)現(xiàn)，許勇團(tuán)隊建立起一套高糖高品質(zhì)西瓜的分子選育方案，利用分子篩選結(jié)合常規(guī)育種，現(xiàn)已培育出“京美”系列、“京穎”等高品質(zhì)西瓜品種，果實中心糖度高達(dá)15.7%?！耙虼耍珻lVST1和ClTST2等糖分積累基因的研究，不僅建立了西瓜果實品質(zhì)形成的理論基礎(chǔ)，也為高品質(zhì)西瓜選育提供了分子快速鑒定工具，將進(jìn)一步提升我國西瓜育種的能力和水平。”許勇說。