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黄瓜(Cucumis sativus L.)表皮毛（果刺）的密度和形态不仅是重要的品质性状，还是解析多细胞表皮毛分化与发育的重要模型。Mict基因控制黄瓜表皮毛的发育，其功能缺失突变导致表皮细胞仅能分化成为点状凸起而非正常表皮毛。植物表皮毛突变体往往伴随着表皮细胞的代谢异常，所以这类突变体是研究表皮毛发育与次生物质代谢的理想材料。
近日，Horticulture Research在线发表了上海交通大学黄瓜分子育种团队题为Study of Micro-trichome (Mict) reveals novel connections between transcriptional regulation of multicellular trichome development and specific metabolism in cucumber的研究论文。
该研究以黄瓜微毛突变体micro-trichome(mict)为材料，通过转录组-代谢组关联分析的方法，对突变体叶片与果实中的差异表达基因和代谢物质进行鉴定，解析了Mict基因调控黄瓜次生代谢物积累的机理。
研究结果显示，Mict特异表达于黄瓜表皮毛（果刺）的顶端细胞（图1）；黄瓜mict突变体叶片和果实中的大部分黄酮和脂类化合物均与野生型存在显著差异。分别提取表皮角质层和蜡质层的特异代谢产物进行分析，发现mict突变体C18-28长链脂肪酸在角质层中显著积累，而C28-33超长链烷烃和醇类化合物显著减少。
图1 黄瓜Mict基因表达模式分析
将显著差异化合物与基因表达关联，发现代谢物质的变化可能与CER26、CER1、CER3、MAH1、FLS1和MYB36等关键基因表达缺失或显著降低有关（图2）。在此基础上，作者进一步证实Mict直接调控CER26，FLS1，TT4以及MYB36等下游靶基因，从而影响表皮角质蜡质合成、黄酮代谢和果实表皮蜡粉等重要性状。
综上，该研究解析了在黄瓜表皮毛形态建成过程中，由Mict介导的基因表达调控与次生物质代谢之间的关系，为研究多细胞表皮毛的形态建成及其过程中的物质代谢奠定了基础。
上海交通大学农业与生物学院潘俊松教授和***副教授为该论文的共同通讯作者，博士后潘健和博士研究生张乐钰为共同***作者。本研究得到了国家***研发计划(2018YFD0100701)、国家自然科学基金(31471156)和上海市农业应用技术发展计划项目(G2015060402)的资助。
