4名本科生探索巨型南瓜生长极限 今日热闻

前段时间，在扬州大学文汇路校区的日光温室中，陈晨将萌芽的南瓜种子放入基质中开始育苗。

此后的每天早晨，她和潘刘、王敏、杨雅婷轮流看护南瓜苗，根据气温、湿度等环境变化，为南瓜苗浇水、通风、透气，调节室内温度。待南瓜苗长出4片真叶，他们便将其移到塑料大棚中定植。

(相关资料图)

“此前，我们培育出的最大南瓜接近130公斤，希望这一季能种出更大的南瓜。”看着温室中的南瓜苗，陈晨和团队成员的脸上写满期待。

这4名大学生是扬州大学园艺园林学院园艺专业2019级的本科生。

在该院缪旻珉教授、张治平副教授的指导下，他们历经3年，首次揭示了巨型南瓜独特的果实膨大机制，为南瓜果实大小性状选育相关工作、促进南瓜果实增大提供了重要的理论和实践依据。去年下半年，相关研究成果获得全国大学生生命科学竞赛一等奖。

谈及开展研究的初衷，陈晨的思绪飞到了3年前的《蔬菜栽培学》课上。

“通过课堂学习，我知道了巨型南瓜的存在，但是目前学术界有关巨型南瓜生长机理的研究文献很少见，说明这是一个值得研究的课题。”从小就爱“胡思乱想”的她，脑子里立刻产生了疑问。

巨型南瓜是否有生长极限？是什么机制促使南瓜果实这么大？可食用南瓜的最大生长值究竟是多少？一系列问题纷至沓来……

为了解决这些疑惑，陈晨和几个志同道合的小伙伴一拍即合，踏上了研究巨型南瓜的崎岖之路。

目前，常用作栽培比赛或展览的巨型南瓜品种名叫大西洋巨型南瓜，由小南瓜选育而来。

“巨型南瓜的‘祖先’是小南瓜，为什么能选育出巨型南瓜？”陈晨说，团队首先从解剖学形态、植物生理方面，对巨型南瓜的果实和小南瓜进行了差异对比。

通过研究，他们发现，巨型南瓜的叶片光合指标、果柄粗度、韧皮部维管束数量等指标均显著上升，导致巨型南瓜的同化物运输速度非同一般，大量的同化物快速积累使得果实膨大速度远高于小果品种。

那么，果实大小到底由哪些基因控制？团队开始更深入地探究。

“我们通过杂交大西洋巨型南瓜和小南瓜，发现在子一代果实上开始存在超亲分离现象，并不断延续下去，这表明有多个基因在控制着果实的大小。”王敏说。

在此基础上，团队立刻进行南瓜全基因组重测序工作，构建了高密度遗传图谱，共筛选出13个候选基因，并获得了4个与果实大小相关的分子标记。

“借助候选基因表达和功能分析，他们发现植物激素相关基因影响果实膨大，两个基因分别控制生长素和油菜素内酯这两种植物激素。”王敏说。

在对基因重点比对和试验后，团队最终得出结论，植物激素的合成与信号转导的转变是促进果实膨胀的关键。

与此同时，团队开发出的分子标记方法可用于果实大小的辅助育种，还发现一种促进巨型南瓜果实增大的有效方法。目前，相关研究成果已申请两项发明专利，并在国际相关学术刊物发表研究论文4篇。

在陈晨眼里，成功没有捷径，科研也没有“快车道”。3年来，她与团队成员放弃假期，“泡”在实验室。

“那段时间，我每天口中念得最多的是南瓜，梦里看到的是硕大的南瓜，跟兄弟们吃饭时不忘点南瓜。”潘刘笑着说，他也因此被同学们笑称为“南瓜小子”。

自从科研团队成立起，陈晨和团队成员就学会了与困难“做朋友”。“很幸运，我遇到了最好的老师和最好的伙伴。”陈晨坦言，遇到实验难题时，老师会帮助他们复盘分析实验，指引他们寻找解决思路；失败沮丧时，师兄师姐会开解他们，团队成员会相互鼓励。

作为本科生，团队成员并没有接受过系统的实验训练，常常是师兄师姐先带着他们做一遍，然后就全靠团队自己琢磨，通宵达旦地讨论实验思路，再动手实操。

“科研过程远比看到的艰辛，但看着南瓜从一颗小小的种子，长成巨大果实，真的太奇妙了！”杨雅婷说，实验看不到头、论文屡次被拒后，自己也想过放弃，但科研的“魅力”让人着迷。

自2020年起，该团队与扬州一家公司联合开展技术推广，在团队的指导下，该公司培育的巨型南瓜单果重量平均增加46.5%，3年累计推广应用面积达300亩，增收近600万元。

“巨型南瓜果型巨大，对游客具有独特的吸引力，是休闲观光农业的宠儿。”陈晨说，目前，团队自主研发和培育的巨型南瓜造型各异，但一般不可食用，最主要的是观赏价值。

“未来我们将进一步攻克难关，希望早日解开巨型南瓜的全部‘奥秘’，培育出可食用、口感好的巨型南瓜，为乡村振兴贡献智慧和力量。”陈晨说。

（虞璐 张雨欣 记者 李超）

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