“顶花带刺” 是我国消费者挑选新鲜黄瓜的一大标准，从侧面反映出消费者对于果刺完整性的严格要求。但是，体积过大的果刺，易受到外力作用引起脱落或折断，不利于黄瓜果实的采摘、打包、运输和贮藏。并且黄瓜果刺大小易受栽培及环境条件影响，但决定果刺大小的基因及其受外界环境信号调控的分子机制尚不清楚，严重制约了其在黄瓜分子育种中的应用。近日，河南农业大学杨路明/杨森教授课题组在Plant Physiology上发表了题为“ELONGATED HYPOTCOTYL5 and SPINE BASE SIZE1 together mediate light-regulated spine expansion in cucumber”的研究论文，揭示了黄瓜转录因子HY5和SBS1介导光信号调控果刺大小的新机制。
该研究前期利用一对果刺大小不同的近等基因系材料图位克隆了调控黄瓜果刺大小的关键转录因子CsSBS1。针对大果刺黄瓜种质在春茬和夏秋茬不同栽培条件下果刺大小差异的现象，对近等基因系材料进行了遮光处理，揭示了光信号是调控果刺膨大发育的主要的环境因子，并且果刺大小基因CsSBS1是光信号调节果刺大小的必要参与者。利用酵母单杂交文库筛选技术，对黄瓜果刺大小基因 CsSBS1 的上游转录调控因子进行了挖掘与筛选，鉴定得到了可能参与黄瓜果刺大小发育的光信号因子CsHY5。通过酵母单杂交点对点验证和 Dual-LUC 等试验验证了光信号因子CsHY5 可以直接与果刺大小基因CsSBS1的启动子结合并促进其表达。CsHY5基因编辑植株果刺变小且果刺膨大发育对外界光信号不敏感，进一步明确了CsHY5-CsSBS1介导光信号调控黄瓜果刺膨大发育的分子机制。综上，该研究主要发现了光信号因子HY5介导光信号调控黄瓜果刺发育的重要作用，进一步健全了黄瓜果刺大小形态建成的分子机制，同时为以果刺大小为目标性状的黄瓜分子育种提供了理论基础。
河南农业大学园艺学院在读博士研究生赵丽君和硕士研究生范鹏飞（已毕业）为本文第一作者，杨路明和杨森教授为本文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目、河南省自然科学基金和河南省高校科技创新人才项目的资助。
