摘要：近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张圣平团队在国际著名期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF5 year = 12.1）在线发表题为An intronic SNP in theCarotenoid Cleavage Dioxyge

近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所张圣平团队在国际著名期刊《Plant Biotechnology Journal》（IF5 year = 12.1）在线发表题为An intronic SNP in theCarotenoid Cleavage Dioxygenase 1 (CsCCD1) controls yellow flesh formation in cucumber fruit (Cucumis sativusL.)的文章，揭示了黄瓜类胡萝卜素裂解双加氧酶编码基因（CsCCD1）内含子变异调控果实类胡萝卜素含量的新机制，并创制了高类胡萝卜素含量的栽培黄瓜新种质。

黄瓜（Cucumis sativus L.）是全球重要的蔬菜作物之一，也是我国产量最大、经济效益很高的设施蔬菜，在重要农产品稳产保供和乡村振兴中发挥着举足轻重的作用。维生素A是维持人体正常新陈代谢和生理功能所必需的维生素，且必须通过膳食摄取。维生素A缺乏可能导致夜盲症、干眼症以及免疫功能下降等一系列健康问题。类胡萝卜素作为维生素A的重要前体物质，不仅能在体内转化为维生素A，还具有抗氧化、维持视觉健康、调节免疫等多种生理功能。因此，培育高类胡萝卜素含量的黄瓜新品种对于改善人类膳食营养、促进健康具有重要意义。

图1. 黄瓜CsCCD1内含子变异调控果实类胡萝卜素含量的机制

本研究图位克隆了调控黄瓜黄色果肉形成的关键基因CsCCD1，该基因编码类胡萝卜素裂解双加氧酶，是一个类胡萝卜素降解酶。通过对该基因序列和功能分析，发现其内含子区域存在一个单核苷酸多态性（SNP，A-G），这一突变导致转录本剪接异常，进而使蛋白关键结构域丧失、酶活性显著降低，最终引起果实中类胡萝卜素的大量积累，使果肉呈现黄色。西双版纳黄瓜作为中国云南省特有的半野生栽培品种，其果肉富含β-胡萝卜素，呈现明显的黄/橙色表型。通过在黄肉西双版纳黄瓜中瞬时过表达CsCCD1，成功恢复了白色果肉表型，这一结果进一步证实了CsCCD1在栽培和半野生黄瓜果肉颜色调控中的关键作用。此外，我们利用CRISPR/Cas9技术创制了高类胡萝卜素含量的黄瓜新种质，使栽培黄瓜果实中的类胡萝卜素含量显著提高6-7倍。综上，本研究揭示了CsCCD1内含子SNP变异在调控栽培和半野生黄瓜果实类胡萝卜素含量中的新机制，并创制了高类胡萝卜素含量的栽培黄瓜新种质，为选育高类胡萝卜素黄瓜新品种提供了基因资源。

图2.高类胡萝卜素含量黄瓜的种质创制

中国农业科学院蔬菜花卉研究所、蔬菜生物育种全国重点实验室的戴卓男博士、官健涛副研究员、苗晗研究员为该论文的共同第一作者；张圣平研究员、董邵云副研究员为该论文的共同通讯作者，中国农业科学院蔬菜花卉研究所为通讯单位。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程项目以及国家现代农业产业技术体系等项目的资助。

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来源：欧欧近视防控