2020 年度新知答主
甜瓜是一种重要的园艺作物，它分布广泛，栽培面积大，果实营养丰富。甜瓜起源于热带和亚热带地区，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，华北地区常在早春栽培甜瓜。但早春低温(包括倒春寒)严重抑制了植株生长，降低了果实品质和产量，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。生产中大多认为“品质优的品种抗性弱，抗性强的品种品质差”，但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，国内推广的甜瓜品种大多不具备强耐冷性。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意义。
2023年5月，HorticultureResearch发表了一篇题为Identification ofcandidate genesthat regulatethetrade-offbetweenseedlingcold-toleranceand fruitquality inmelon(CucumismeloL.)的研究论文，该论文由河南农业大学园艺学院胡建斌/李营课题组发表。该研究旨在确定与甜瓜(CucumismeloL.)耐冷性状相关的候选基因，以及它们在调节种子幼苗耐冷性和果实品质之间的权衡方面的作用。
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。他们使用48种标样对果肉样品进行了靶向相对定量，并检测到了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)。
图1显示了GC-MS分析甜瓜果肉中初级代谢物的过程。
通过WGCNA分析，我们构建了典型材料H581和HH09中14种重要代谢物与差异基因之间的共表达网络。我们发现MEbrown3、MEhoneydew、MEorangered3和MEpink3这4个模块与代谢产物之间的相关性最高，且r2值大于0.90，p值小于0.01(图2)。 结合H581和HH09的基因组信息，我们鉴定出5个位于网络“节点”的关键候选基因，分别为MELO3C016749.2、MELO3C012147.2、MELO3C026791.2、MELO3C010343.2和MELO3C024337.2。 我们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是甜瓜苗期耐冷的正调控因子，并且能够正调控甜瓜果实中蔗糖和果糖的积累。因此，CmEAF7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。
图2显示了WGCNA鉴定出的甜瓜苗期耐冷性和初级代谢物相关基因网络以及关键候选基因。
该论文的共同第一作者为河南农业大学园艺学院的博士生李丽丽、青年教师李琼和硕士生陈斌。胡建斌教授和李营副教授担任共同通讯作者。此外，该研究还得到了国家自然科学基金(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。
胡建斌教授团队是河南农业大学甜瓜生物技术与种质创新团队。该团队致力于开展甜瓜种质资源评价、种质创新、重要性状遗传机理以及生物技术育种等方面的研究。目前，该团队承担了国家自然科学基金、河南省重大科技专项、河南省自然科学基金以及河南省良种联合攻关等项目。在资源抗逆性评价、优异基因发掘以及基因编辑等方面，该团队取得了重要的研究进展。
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。
图为胡建斌教授团队的团队合影。
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，他们以第一作者或通讯作者先后在PlantBiotechnologyJournal(Lietal.,2018)、ThePlantJournal(Li etal.,2023)、HorticultureResearch(Lietal.,2023;Luoetal.,2023)、FoodChemistry(Lietal.,2019)、EnvironmentalandExperimentalBotany(Dingetal.,2022)等期刊发表论文。
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。
图为李营教授团队的合影。
文章链接：69https://doi.org/10.1093/hr/uhad093。请注意，我没有改变原文的意思。
69https://doi.org/10.1093/hr/uhad093
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Gibberellinbiosynthesis isrequired fortheinduction ofparthenocarpy inmelonplants bythe planthormoneCPPU.
The articlecan beaccessed athttps://doi.org/10.1093/hr/uhad084.
CmABF1和CmCBF4协同作用，有助于调节肉桂酸的合成，从而提高melonseedlings的冷耐受性。
研究结果发表在《园艺研究》(HR)期刊上，文章编号为uhac002。
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特邀作者：李丽丽、胡建斌、李营。
排版：陈新月(实习)
审核：王 平孔敏
