在被子植物中，把柄花器官相对于子房的空间位置，子房可分上位和下位子房。其中，下位子房位于萼片、花瓣和雄蕊的着生点之下，而上位子房则位于这些花器之上。下位子房在被子植物演化经过中屡次孤苦发源，现已简单散布于多个中枢类群。其合适性上风主要包括：增强对雌蕊的保护，裁减环境毁伤的风险；优化子房的能量分派等。  

尽管剖解学和比拟商讨提议了多种对于下位子房进化的表面，如花器不同进程的交融或花托围绕心皮的孕育模式，但当今仍缺少遗传学解释。葫芦科作物如黄瓜、甜瓜和西瓜的果实均属于下位子房发育而成的瓠果。大多数假果（如苹果和梨）相通由下位子房发育而来。尽管其发育经过和经济价值具有抨击风趣风趣，下位子房变成的遗传与发育机制仍不甚了了。长远商讨下位子房变成的遗传和分子机制，不仅能揭示这一抨击性状的演化历程，还能为下位子房的性别决定与果实发育提供要道视力，对育种实践具有抨击风趣风趣。

近日，中国农业科学院蔬菜花草商讨所杨学勇商讨员团队，攀附华大生命科学商讨院等商讨团队，在海外期刊《Nature Plants》上发表了商琢磨文。该商讨哄骗华大的空间转录组技艺Stereo-seq，初度构建植物发育花芽时空转录组图谱并重建其细胞谱系，揭示了黄瓜花居间分生组织活性运转了花托加快孕育，进而决定雌花发育与下位子房变成，提议延迟花托是葫芦科单性花与下位子房变成的要道演化翻新。

团队通过系统发育分析发现，被子植物中，两性花和上位子房是祖宗性状，而单性花和下位子房则是在演化经过中屡次孤苦产生的翻新结构。真谛的是，在葫芦科植物中，单性花和下位子房这两种性状同步出现，领导它们可能开头于一次共同的进化事件。通过组织切片发现，黄瓜雌花在早期发育阶段，花原基内陷并伴跟着“外周组织”的快速孕育，将萼片、花瓣和雄蕊被推升至花顶，而发育的心皮则保留在花托里面，最终变成下位子房。臆测决定下位子房变成的“外周组织”可能属于延迟的花托。

为了长远默契黄瓜下位子房发育的基因抒发汇集，商讨团队对不同发育阶段的花芽及吐花今日的子房组织共52份高质料样本进行了空间转录组分析。告捷浮松并珍贵了41个来自不同发育阶段的细胞群，为揭示黄瓜下位子房的发育机制奠定了坚实的基础。在植物发育经过中，细胞气运的迟缓分化决定了器官的最终时势。鉴戒哺乳动物胚胎发育轨迹分析智商，告捷构建了黄瓜器官发生轨迹分析智商，精确刻画了细胞气运分化的动态经过：其中花居间分生组织分化为花托以及贯穿组织（花托和心皮的攀附处）。攀附全基因组关系分析，发现黄瓜果实的主要果肉组织并非来自心皮，而是由花托发育而成，这为黄瓜过火他葫芦科作物的果实校正提供了新的不雅点和育种战略。

商讨进一步阐述，具有类分生组织活性的花托的快速孕育是下位子房变成的要道。商讨团队浮松了花托增殖经过中要道的调控因子——KNAT2-like1。该转录因子不仅参与花托早期发育，还在后续细胞增殖经过中阐述抨击作用。此外，空间共抒发模块分析发现KNAT2-like1、CRC和ER变成抽象的调控汇集，促进细胞增殖并运转花托的快速孕育。在黄瓜中敲除该基因会导致巨额雌花发生迂回：花托发育停滞，并产生具有访佛番茄上位子房的两性花。这标明该基因是花托发育的要道调控因子。进一步的遗传功能考证相沿KNAT2-like1–CRC–ER调控模块在性别决定及下位子房变成中的协同作用。

要而言之，本商讨初度默契了包括新式KNOX1转录因子在内的要道基因在花托发育中的功能，解释其通过调控分生组织活性在性别决定与下位子房变成中阐述中枢作用，并提议下位子房和花性别可能通过吞并进化事件共同发源于葫芦科植物。这一发现不仅深化了对被子植物生殖器官演化的相识，也为异日的分子育种和作物校正提供了新所在。

中国农业科学院蔬菜花草商讨所与农业基因组商讨所攀附培养博士生董兆年、中国农业科学院蔬菜花草商讨所博士后刘晓林、硕士生刘珣、博士生王博文、华大生命科学商讨院副商讨员郭兴和博士生邵雯雯为论文共同第一作家。中国农业科学院蔬菜花草商讨所杨学勇商讨员和华大生命科学商讨院刘欢商讨员为共同通信作家。本商讨获取国度重心研发贪图、国度当然科学基金优青名堂和后生基金名堂以及中国农业科学院科技翻新工程等名堂资助。（光明日报全媒体记者杨舒）