本報訊（記者李晨）中國農科院蔬菜花卉研究所功能基因組學創新團隊，應用稀有遺傳變異的分析策略，發現了控制黃瓜卷須發育的身份基因（TEN），并且揭示了黃瓜卷須與側枝為同源器官，而這是曾困擾達爾文的植物發育學謎團。相關成果日前在線發表于《分子植物》雜志。
據了解，在農業育種史上，稀有變異的利用具有重要意義。例如，水稻的不脫粒性和小麥矮稈等稀有突變性狀，被人類馴化成重要的農藝性狀。
論文通訊作者、蔬菜所研究員黃三文告訴記者，卷須是黃瓜的攀援器官，但它的“身份”即其同源器官是什么并不清楚。在溫室中栽培的黃瓜并不需要卷須來攀援，因此為減少生物量的浪費，農民需要人工摘除卷須。培育完全沒有卷須的省力品種，是黃瓜育種的重要方向之一。
該團隊在全球范圍內的3000多份黃瓜種質里發現了唯一的無卷須稀有黃瓜種質。其卷須被側枝替代，失去了攀援能力。表型觀察和遺傳分析表明，黃瓜的卷須和側枝是一對同源器官。研究人員進一步通過基因組學、轉錄組學和稀有變異的綜合分析，在全基因組360多萬個變異中，發現了對應無卷須種質的一個稀有單個核苷酸的變異（SNP）。該SNP位于一個TCP家族CYC/TB1亞類轉錄因子的保守結構域，遺傳證明該TCP基因就是卷須發育的身份基因TEN。
研究還發現，該稀有變異顯著降低了TEN基因的轉錄激活功能，影響了一系列下游基因的表達，從而調控了卷須身份的轉換和卷須的運動。該成果為在植物基因組中研究功能性稀有變異提供了范例，同時揭示了黃瓜卷須同源器官為側枝這一歷史謎團，也為黃瓜無卷須株型育種提供了理論支撐。
