黄瓜果刺是重要的外观品质性状，直接影响黄瓜的商品价值。我国的黄瓜类型主要分为华北型和华南型，其中华北型多为密刺表型。而密刺黄瓜不便于清洗，也不利于包装和运输。因此，选育少刺型黄瓜成为黄瓜品质育种的一个重要方向。前人研究发现，黄瓜表皮毛和果刺发育起始基因Tril（Trichome-less）/GLABROUS3 （CsGL3）/Few Spines（FS1）启动子区域一个10 bp的片段被812 bp片段替换导致fs1型突变体呈现少刺表型。同时发现fs1型突变普遍存在于华南型、欧洲温室型和美国加工型黄瓜自交系中，唯独华北类型黄瓜自交系中很少存在，直接制约了华北型少刺品种的选育。
近期，上海交通大学农业与生物学院潘俊松课题组完成的题为“FS2 encodes an ARID-HMG transcription factor that regulates fruit spine density in cucumber” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年3期正式发表。
该研究通过EMS诱变，从华北型密刺品种WD1中鉴定到一个新的少刺突变体few spines2（fs2）。遗传定位发现，FS2的候选基因Csa4G652850编码一个ARID-HMG转录因子，包含一个A/T-rich interaction domain （ARID）结构域和一个high mobility group box （HMG）结构域。FS2候选基因编码区域的一个SNP （C to T）和一个Indel （40 bp deletion）分别导致fs2突变体中氨基酸变异和翻译提前终止。FS2候选基因在顶芽和幼嫩的子房中高表达。同时，该研究发现FS2通过激活Tril基因的表达参与黄瓜果刺起始调节。本研究不仅为阐释黄瓜果刺发育的分子机制提供了重要参考，也为黄瓜果实外观品质育种提供了重要资源。
图1 黄瓜少刺突变体fs1（A）、fs2（B）、野生型（C, D）以及F1的表型、果刺数目（E）和果刺直径（F）的统计分析
图2 黄瓜fs2位点的图位克隆
图3 黄瓜FS2与Tril（FS1）的转录调控分析
上海交通大学农业与生物学院王刚副研究员和潘俊松研究员为该文章的通讯作者，杜慧博士和陈岳博士为论文共同第一作者。该研究受到了国家自然科学基金（31972425）和上海市科技兴农重点攻关项目（2020-02-08-00-08-F0148）的支持。
点击链接查看全文：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311924003927
Cite the article:Hui Du, Yue Chen, Liangrong Xiong, Juan Liu, Keyan Zhang, Ming Pan, Haifan Wen, Huanle He, Run Cai, Junsong Pan, Gang Wang. 2025. FS2 encodes an ARID-HMG transcription factor that regulates fruit spine density in cucumber. Journal of Integrative Agriculture, 24(3): 1080-1091.
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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