CmCRC基因影响甜瓜性别分化的功能研究
袁梦博，赵光伟，贺玉花，黄祥，徐永阳，张健，孔维虎，田小琴，户克云，唐伶俐
DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2026-0068
性别分化受遗传、激素及环境等多重因素共同调控。模式植物与园艺作物的相关研究为解析这一过程提供了重要线索。拟南芥作为两性花植物，其性别决定本质是对花器官发育的精确调控。基于AGAMOUS（AG）等MADS-box转录因子的ABC模型阐明了花器官身份决定的分子基础，其中C类基因AG的激活是心皮和雄蕊发育的关键，功能缺失可致雌、雄蕊完全败育。番茄为雌雄同花作物，其性别决定主要涉及雄蕊发育调控，研究发现SlIAA9基因通过影响生长素信号通路调控雄蕊育性，SlWUS基因的梯度表达则决定雌蕊原基形成。黄瓜是葫芦科性别决定研究的模式作物，已鉴定出F、M、A等核心调控基因，形成“基因互作‒激素调控”的经典模型，F基因（CsACS1G）促进雌花分化，M基因（CsACS2）维持雄蕊发育，A基因抑制雌花形成，三者互作决定了黄瓜雌雄同株、全雌株等性型。
CRABS CLAW（CRC）属于YABBY转录因子家族，N端含C2H2锌指结构域、C端的YABBY结构域，在陆生植物中广泛存在且功能保守。CRC最早在拟南芥中被证实是花器官发育的关键调控因子，通过调控生长素与细胞分裂素平衡维持育性，并参与果实成熟及离区形成过程。单子叶植物中，水稻OsCRC基因（即DROOPING LEAF）调控雌蕊发育与花对称性建立，玉米ZmCRC参与胚珠形态建成，体现功能进化多样性。近年来在葫芦科作物中的研究拓展了CRC的功能。黄瓜中，CsCRC关联基因网络共同调控果实伸长，揭示其在性别决定与果实发育中的核心作用。
甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科重要经济作物，性型多样（雌雄异花同株、雄全同株、全雌株等），核心调控机制由A、G两大基因主导。A基因（CmACS7）诱导雄蕊退化促进雌花形成，G基因（CmWIP1）抑制心皮发育决定雄花身份，二者互作构成调控框架。其中，A基因存在且G基因缺失为雌雄同株，G基因存在无论A基因存在与否均为雄全同株。CRC作为植物花器官发育的关键调控因子，在性别分化调控网络中发挥重要作用，其功能实现与G基因的调控直接关联，并间接影响A基因介导的性别决定。
近日，中国农业科学院郑州果树研究所赵光伟团队在《生物技术通报》发表了题为《CmCRC基因影响甜瓜性别分化的功能研究》的文章。本研究利用CRISPR-Cas9技术构建CmCRC突变体，通过表型观察和分子分析，验证CmCRC对甜瓜花器官性别分化的调控作用，这既深化了对植物性别决定机制的认识，也为甜瓜杂交制种创制全雄株父本材料提供理论支撑。
