前段時(shí)間，在揚(yáng)州大學(xué)文匯路校區(qū)的日光溫室中，陳晨將萌芽的南瓜種子放入基質(zhì)中開(kāi)始育苗。

(資料圖片僅供參考)

此后的每天早晨，她和潘劉、王敏、楊雅婷輪流看護(hù)南瓜苗，根據(jù)氣溫、濕度等環(huán)境變化，為南瓜苗澆水、通風(fēng)、透氣，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。待南瓜苗長(zhǎng)出4片真葉，他們便將其移到塑料大棚中定植。

“此前，我們培育出的最大南瓜接近130公斤，希望這一季能種出更大的南瓜?！笨粗鴾厥抑械哪瞎厦?，陳晨和團(tuán)隊(duì)成員的臉上寫滿期待。

這4名大學(xué)生是揚(yáng)州大學(xué)園藝園林學(xué)院園藝專業(yè)2019級(jí)的本科生。

在該院繆旻珉教授、張治平副教授的指導(dǎo)下，他們歷經(jīng)3年，首次揭示了巨型南瓜獨(dú)特的果實(shí)膨大機(jī)制，為南瓜果實(shí)大小性狀選育相關(guān)工作、促進(jìn)南瓜果實(shí)增大提供了重要的理論和實(shí)踐依據(jù)。去年下半年，相關(guān)研究成果獲得全國(guó)大學(xué)生生命科學(xué)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。

談及開(kāi)展研究的初衷，陳晨的思緒飛到了3年前的《蔬菜栽培學(xué)》課上。

“通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，我知道了巨型南瓜的存在，但是目前學(xué)術(shù)界有關(guān)巨型南瓜生長(zhǎng)機(jī)理的研究文獻(xiàn)很少見(jiàn)，說(shuō)明這是一個(gè)值得研究的課題?！睆男【蛺?ài)“胡思亂想”的她，腦子里立刻產(chǎn)生了疑問(wèn)。

巨型南瓜是否有生長(zhǎng)極限？是什么機(jī)制促使南瓜果實(shí)這么大？可食用南瓜的最大生長(zhǎng)值究竟是多少？一系列問(wèn)題紛至沓來(lái)……

為了解決這些疑惑，陳晨和幾個(gè)志同道合的小伙伴一拍即合，踏上了研究巨型南瓜的崎嶇之路。

目前，常用作栽培比賽或展覽的巨型南瓜品種名叫大西洋巨型南瓜，由小南瓜選育而來(lái)。

“巨型南瓜的‘祖先’是小南瓜，為什么能選育出巨型南瓜？”陳晨說(shuō)，團(tuán)隊(duì)首先從解剖學(xué)形態(tài)、植物生理方面，對(duì)巨型南瓜的果實(shí)和小南瓜進(jìn)行了差異對(duì)比。

通過(guò)研究，他們發(fā)現(xiàn)，巨型南瓜的葉片光合指標(biāo)、果柄粗度、韌皮部維管束數(shù)量等指標(biāo)均顯著上升，導(dǎo)致巨型南瓜的同化物運(yùn)輸速度非同一般，大量的同化物快速積累使得果實(shí)膨大速度遠(yuǎn)高于小果品種。

那么，果實(shí)大小到底由哪些基因控制？團(tuán)隊(duì)開(kāi)始更深入地探究。

“我們通過(guò)雜交大西洋巨型南瓜和小南瓜，發(fā)現(xiàn)在子一代果實(shí)上開(kāi)始存在超親分離現(xiàn)象，并不斷延續(xù)下去，這表明有多個(gè)基因在控制著果實(shí)的大小。”王敏說(shuō)。

在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)立刻進(jìn)行南瓜全基因組重測(cè)序工作，構(gòu)建了高密度遺傳圖譜，共篩選出13個(gè)候選基因，并獲得了4個(gè)與果實(shí)大小相關(guān)的分子標(biāo)記。

“借助候選基因表達(dá)和功能分析，他們發(fā)現(xiàn)植物激素相關(guān)基因影響果實(shí)膨大，兩個(gè)基因分別控制生長(zhǎng)素和油菜素內(nèi)酯這兩種植物激素?！蓖趺粽f(shuō)。

在對(duì)基因重點(diǎn)比對(duì)和試驗(yàn)后，團(tuán)隊(duì)最終得出結(jié)論，植物激素的合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的轉(zhuǎn)變是促進(jìn)果實(shí)膨脹的關(guān)鍵。

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出的分子標(biāo)記方法可用于果實(shí)大小的輔助育種，還發(fā)現(xiàn)一種促進(jìn)巨型南瓜果實(shí)增大的有效方法。目前，相關(guān)研究成果已申請(qǐng)兩項(xiàng)發(fā)明專利，并在國(guó)際相關(guān)學(xué)術(shù)刊物發(fā)表研究論文4篇。

在陳晨眼里，成功沒(méi)有捷徑，科研也沒(méi)有“快車道”。3年來(lái)，她與團(tuán)隊(duì)成員放棄假期，“泡”在實(shí)驗(yàn)室。

“那段時(shí)間，我每天口中念得最多的是南瓜，夢(mèng)里看到的是碩大的南瓜，跟兄弟們吃飯時(shí)不忘點(diǎn)南瓜。”潘劉笑著說(shuō)，他也因此被同學(xué)們笑稱為“南瓜小子”。

自從科研團(tuán)隊(duì)成立起，陳晨和團(tuán)隊(duì)成員就學(xué)會(huì)了與困難“做朋友”?！昂苄疫\(yùn)，我遇到了最好的老師和最好的伙伴?！标惓刻寡?，遇到實(shí)驗(yàn)難題時(shí)，老師會(huì)幫助他們復(fù)盤分析實(shí)驗(yàn)，指引他們尋找解決思路；失敗沮喪時(shí)，師兄師姐會(huì)開(kāi)解他們，團(tuán)隊(duì)成員會(huì)相互鼓勵(lì)。

作為本科生，團(tuán)隊(duì)成員并沒(méi)有接受過(guò)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，常常是師兄師姐先帶著他們做一遍，然后就全靠團(tuán)隊(duì)自己琢磨，通宵達(dá)旦地討論實(shí)驗(yàn)思路，再動(dòng)手實(shí)操。

“科研過(guò)程遠(yuǎn)比看到的艱辛，但看著南瓜從一顆小小的種子，長(zhǎng)成巨大果實(shí)，真的太奇妙了！”楊雅婷說(shuō)，實(shí)驗(yàn)看不到頭、論文屢次被拒后，自己也想過(guò)放棄，但科研的“魅力”讓人著迷。

自2020年起，該團(tuán)隊(duì)與揚(yáng)州一家公司聯(lián)合開(kāi)展技術(shù)推廣，在團(tuán)隊(duì)的指導(dǎo)下，該公司培育的巨型南瓜單果重量平均增加46.5%，3年累計(jì)推廣應(yīng)用面積達(dá)300畝，增收近600萬(wàn)元。

“巨型南瓜果型巨大，對(duì)游客具有獨(dú)特的吸引力，是休閑觀光農(nóng)業(yè)的寵兒?！标惓空f(shuō)，目前，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)和培育的巨型南瓜造型各異，但一般不可食用，最主要的是觀賞價(jià)值。

“未來(lái)我們將進(jìn)一步攻克難關(guān)，希望早日解開(kāi)巨型南瓜的全部‘奧秘’，培育出可食用、口感好的巨型南瓜，為鄉(xiāng)村振興貢獻(xiàn)智慧和力量?！标惓空f(shuō)。

（虞璐 張雨欣 記者 李超）