黄瓜如何"生男生女"?中国团队解开70年谜题

咬一口清脆的黄瓜，你可能不会意识到，每一个果实都是由雌花发育而来的。葫芦科作物如黄瓜，是雌雄异花，而雌花数量直接决定了果实产量，因此性别决定机制一直是农业科学的核心问题。

上世纪50年代，科学家就观察到“生长素能促进黄瓜雌花产生”的现象，但其中机理却成为植物生理学领域的未解之谜，困扰了学界70余年。

张小兰团队。

12月12日，中国农业大学教授张小兰团队在《科学》发表的研究成果终于揭开了谜底。他们发现了一个关键基因CsARF3，如同一位精明的执行官，在生长素和乙烯激素之间搭建桥梁，精准调控黄瓜的性别决定。该研究不仅回答了基础科学问题，更为作物增产提供了新路径。

CsARF3超表达株系雌花比例增加。

从果实形状到性别决定

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与动物不同，植物的性别并非与生俱来，而是受基因、激素水平、环境信号的调控，复杂性远超动物。

被子植物的性别决定，不仅是进化成功的重要标志，更是解锁农业增产、推动杂交制种的关键密码。

论文通讯作者张小兰告诉《中国科学报》，作物的产量主要来源于雌花发育的果实和种子。没有雌花，就无法结果，产量也无从谈起。

性别决定在农业生产中有广泛应用价值。对于以种子和果实为收获对象的作物，增加雌花可以提高产量；对于观赏园艺作物，如银杏树，可通过控制雌雄比例来满足不同需求；在杂交育种中，利用纯雌系可以避免去雄工序，节约成本。

葫芦科作物因其本身的性型非常丰富，逐渐成为研究性别决定的典型模式植物。张小兰团队长期关注黄瓜的发育研究，尤其是果实形状等性状的形成机理。

2020年，论文第一作者韩立杰成为张小兰课题组的博士生（现为博士后），并延续了这一研究方向，选择CsARF3基因作为主要研究对象。

“CsARF3基因在拟南芥中已知能控制雌蕊发育，我们想知道它在黄瓜中是否也有类似功能。”韩立杰说，“我们最初编辑CsARF3基因时，只是想看它对果实形状的影响。当基因编辑植株开的全是雄花时，我们明白，这触碰到了性别决定的核心机制。”这个意外发现让团队兴奋不已，因为有可能破解生长素促雌这一世纪谜题。

“我们实验室没有大量经费做基因组测序，但发育生物学研究体系非常成熟。”张小兰强调，科研要发挥自身优势。正是这种聚焦与坚持，为后续突破奠定了基础。