近日，蔬菜所在遺傳學經典期刊Theoretical and applied genetics（中科院農林科學一區top，IF=4.2）發表題為“Map-based cloning revealed BhAPRR2gene regulating the black peel formation of mature fruit in wax gourd (Benincasa hispida)”的研究論文。蔬菜所博士後翟許玲為論文第一作者，江彪研究員為論文通訊作者。

　　冬瓜（Benincasa hispidaCogn.）產量高、耐儲運、營養豐富、用途廣泛，是一種經濟實惠、藥食同源型蔬菜，在幫助農民致富增收和調節蔬菜周年供應中發揮重要作用。冬瓜果皮轉色指隨著果實發育成熟其皮色由綠色逐步轉變為黑色（墨綠色）的過程，轉色成功後的冬瓜即是常見的黑皮冬瓜，極受市場歡迎和消費者喜愛。目前，果皮轉色與否已成為國內決定冬瓜新品種是否具有推廣應用潛力的重要性狀之一。然而有關該性狀的基因克隆和分子機製研究較少，亦無可用於育種實踐的分子標記，嚴重製約了以果皮轉色為目標的冬瓜育種效率。

　　在本研究中，項目團隊利用果皮轉色差異顯著的高代自交係YD1（轉色）和P170（不轉色）（圖1）為親本構建遺傳分離群體，並通過正向遺傳學方法鑒定到調控該性狀的候選基因BhAPRR2（圖2）。基因克隆和序列比對發現，該基因在兩個親本材料的編碼區和啟動子區存在多處變異。進一步的研究證實，該基因編碼區的突變並不影響其核定位或轉錄激活活性。然而，該基因啟動子區的突變顯著增加其在YD1 果皮中的表達量，這可能促進了該材料的果皮轉色。此外，項目團隊基於BhAPRR2啟動子區一處93 bp的插入/缺失變異開發了一個InDel分子標記，該標記在165個冬瓜自然群體中的表型準確率高達95.8%。這一研究為解析冬瓜果皮顏色多樣性的分子和遺傳機製提供了新的視角，同時為冬瓜育種工作提供了重要基因資源，具有重要的理論和應用價值。

　　本研究得到了國家自然科學基金（32402580）、廣東省鄉村振興戰略專項（2022-NPY-00-028）、廣西科技重大專項（GuikeAA22068086）和高水平農科院建設科技創新戰略專項資金（R2023PY-JX007）的聯合資助。

　　原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04796-6

圖1 YD1和P170果皮轉色性狀表型鑒定

圖2 冬瓜果皮轉色基因BhAPRR2 的圖位克隆