果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室康春颖教授团队在草莓果形调控研究中取得重要突破，在国际园艺领域核心期刊《Horticulture Research》发表了题为“FveTRM5 plays a critical role in regulating fruit shape in woodland strawberry”的研究论文。该研究通过EMS诱变筛选，鉴定出可以调控草莓果形性状的关键基因FveTRM5，揭示了其通过调控细胞纵向伸长与横向分裂影响果实形状变化，为草莓优质品种培育提供理论与基因资源支撑。

研究背景

草莓是全球重要的经济浆果作物，果实形状既是影响其商品价值的关键外观品质，也是作物育种的核心目标性状。草莓果实由花托膨大发育而成，不同野生种与不同栽培品种之间的果实形状存在显著差异。近年来，TRM、OFP、IQD三大基因家族在植物器官形状调控中的作用受到广泛关注，但目前针对草莓，仅鉴定出部分与果形相关的QTL位点，调控果形的关键基因仍鲜有报道。

研究结果

森林草莓（Fragaria vesca）野生型果实为圆锥状，该研究通过EMS诱变筛选到果实显著变圆的突变体，命名为round fruit (rf)。该突变体的叶片、花瓣、花托和果实等各器官都显著变圆，但植株生长状态与野生型没有显著差异。

图1 森林草莓 rf 突变体果实形态

基因克隆和互补实验证明FveTRM5是该圆果突变体的致突变基因，与拟南芥、番茄、黄瓜TRM5基因同源性高。FveTRM5在各器官及果实相关组织中表达水平都较高，编码蛋白主要定位于微管。在拟南芥和草莓中过表达FveTRM5时，各器官均变得更加细长，说明该基因在不同物种中功能比较保守。

图2 森林草莓中 FveTRM5 基因的分离与鉴定

图3 FveTRM5 基因的表达模式及其亚细胞定位

图4 FveTRM5 过表达转基因株系的表型鉴定

细胞形态观察表明FveTRM5同时影响了细胞形状和细胞分裂。转录组数据分析发现 rf 突变体差异表达基因数量很少，而FveTRM5过表达导致大量基因差异表达，尤其是与果形调控相关的赤霉素和生长素通路基因。

图5 FveTRM5 在不同材料中细胞形态的变化

图6 授粉后 7-10 天 rf 突变体与 FveTRM5 过表达株系果实花托的转录组分析

创新点

草莓种质资源具有显著的果形差异，部分研究找到了调控果形的QTL位点，但是由于草莓果形容易受到环境和植株生长状态的影响，这方面研究至今未取得显著进展。该研究首次克隆了调控草莓果形的重要基因，为进一步解析环境调控的草莓果形变化提供了切入点，也为圆果形草莓品种培育提供了候选基因资源。

研究团队介绍

华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室、园艺林学学院康春颖教授为该论文的通讯作者，博士研究生郑珍珍为第一作者，已毕业硕士研究生王利洋、博士后高绮、已毕业博士研究生胡少强参与了本研究。该工作得到了国家自然科学基金项目的资助，相关成果已申请国家发明专利。

全文链接：

https://academic.oup.com/hr/advance-article/doi/10.1093/hr/uhaf199/8215771