一根脆嫩爽口的黄瓜，背后藏着植物界一场特殊的“性别抉择”。菜市场里琳琅满目的黄瓜，都是雌花孕育的成果。黄瓜是雌雄异花作物，雄花只负责传粉，开花后便脱落，所以雌花数量直接决定产量。这也让“如何让黄瓜多开雌花”成为农业关键命题。

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　　早在19世纪50年代，科学家发现喷施生长素能增加黄瓜雌花，但背后机理困扰学界近70年。近日，中国农业大学教授张小兰团队在《科学》发表成果，终于揭开谜底，关键基因CsARF3是生长素促雌 “开关”。这个看似普通的基因，能在激素信号与花器官发育之间搭建起关键桥梁。

　　故事的开端充满偶然性。团队原本是想研究CsARF3基因对黄瓜果实形状的影响，可当研究团队对该基因进行编辑后，意外的一幕发生了。编辑后的黄瓜植株只开雄花，一朵雌花也没有。反之，当让CsARF3基因过度表达时，黄瓜藤上的雌花便会扎堆出现，挂满果实雏形。更关键的是，即使给基因编辑后的植株喷施生长素，也无法让它重新长出雌花。这意味着，CsARF3是生长素调控雌花发育的“必经之路”，少了它，促雌信号再强也无济于事。

　　CsARF3这一“开关”的工作原理十分精妙，它像个“执行官”，一边要“清除障碍”，直接压制会阻碍雌花发育的CsWIP1基因，解除对雌花的束缚；另一边还要“搭建通道”，激活负责花器官发育的CsSTM基因，指挥心皮原基顺利长成未来的果实结构。

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　　生长素与乙烯的协同作用，像是一场“接力赛”。花发育早期，乙烯率先起跑，激活CsARF3基因；随后生长素接过接力棒，通过CsARF3进一步促进心皮发育；同时，生长素还会刺激更多乙烯产生，联手抑制雄蕊的生长。最终让黄瓜的两性花精准分化为雌花，确保结果潜力。

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　　这项研究的突破，不仅解答了基础科学问题，更为农业生产带来了革命性的启发。过去，农民靠喷施生长素增加雌花，效果不稳定还可能损伤植株；如今有了CsARF3这个明确的“分子靶点”，通过基因编辑技术，就能精准调控黄瓜性别：想要高产，就增强其表达，让雌花占据“主导地位”；想要杂交制种，就抑制其功能，培育纯雄系材料。

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　　据悉，中国农业大学为该论文第一通讯单位，中国农大园艺学院博士生韩立杰为论文第一作者（现为在站博士后），教授张小兰和副教授周朝阳为共同通讯作者，西北农林科技大学教授李征，副教授沈俊俊参与了该研究工作。该工作得到了国家自然科学基金委，山东省重点研发计划及中国农业大学“2115人才培育发展支持计划”等项目资助。

　　科学性审核：张小兰 中国农业大学教授

　　记者：武玥彤

　　AIGC训练：徐嘉懿（实习）

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　　（论文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv2006）