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黄瓜是重要的蔬菜作物，其花具有性别类型的多样性，如雌花，雄花和两性花；同时其植株也具有性别系统的多样性，如雌雄同株，全雌株，全雄株，强雄珠，全两性花株等（图1）。此外，环境因素和激素处理，如光温变化、乙烯、赤霉素、生长素等，都会改变其性别分化。丰富而又可变的性别类型，使得黄瓜成为研究植物性别决定的重要模式植物。

图1黄瓜花的性别类型（左）与植株的性别类型（右）

黄瓜的性别类型主要由CsACS1G（Fgene，全雌基因）、CsACS2（Mgene，两性花基因）和CsACS11（Agene，全雄基因）等ACC合成酶控制，这些基因具有明确的表型和遗传关系。早在2005年，上海交大黄瓜育种团队就开始对黄瓜两性花与雌花的性别决定机制进行探索（与黄三文团队合作）。通过构建遗传图谱，在还不具备黄瓜参考基因组的情况下，利用BAC文库和染色体步移方法，成功定位并克隆了黄瓜单性花基因M，即CsACS2基因（Lietal.,TheorApplGenet,2008;Lietal.,Genetics,2009）。由于CsACS2外显子中的G→T非同义突变，导致其催化活性的丧失，使得雌花雄蕊无法受到抑制，进而表现为两性花（图2）。

图2利用BAC文库进行染色体步移，鉴定出CsACS2的突变导致两性花的产生

图4“CsERF31-CsACS2”介导的黄瓜雌花分化的分子机制

综上所述，该团队在多年的研究中，始终聚焦于单性花-两性花决定基因CsACS2，从图位克隆和表达模式分析，到分子互作与生物学功能鉴定，逐步解析了“乙烯促雌”的分子机制，为进一步探索黄瓜单性花的分化与演化过程提供参考。

上海交通大学黄瓜分子育种团队，由蔡润教授1997年建立，主要通过正向遗传学方法对黄瓜重要农艺性状基因进行克隆与应用。蔡润团队在二十余年的研究过程中，通过分子辅助育种方法培育10多个黄瓜新品种并大范围推广，先后获得教育部技术发明一等奖，上海市科技进步一、二、三等奖。同时，利用多年收集的种质资源，聚焦于黄瓜性别决定、果实刺瘤分化和白粉性抗性基因鉴定等研究方向，奠定了扎实的遗传与分子基础。

图5蔡润团队成员2009年（上）和2017年合影（下）

参考文献

1、Developmentandfinemappingofthreeco-dominantSCARmarkerslinkedtotheM/mgeneinthecucumberplant.

2、MolecularIsolationoftheMGeneSuggestsThataConserved-ResidueConversionInducestheFormationofBisexualFlowersinCucumberPlants.

3、AputativepositivefeedbackregulationmechanisminCsACS2expressionsuggestsamodifiedmodelforsexdeterminationincucumber.

4、DifferentialGeneExpressionCausedbytheFandMLociProvidesInsightIntoEthylene-MediatedFemaleFlowerDifferentiationinCucumber.

5、ETHYLENERESPONSEFACTOR31mediatesapositivefeedbackloopthatinitiatesfemalecucumberflowerdevelopment.