甜瓜OVATE基因家族全基因组鉴定及表达分析揭示果实形态调控新机制

本研究针对甜瓜果实形态调控机制不明的问题，系统鉴定了16个CmOFP基因家族成员，通过生物信息学分析揭示了其与拟南芥AtOFP的进化关系及结构特征。研究发现CmOFP在子房中高表达且受授粉调控，其中4个基因在不同果形果肉中差异显著，为甜瓜分子育种提供了重要靶点。

　　

在园艺作物中，甜瓜（Cucumis melo L.）因其丰富的果实形态变异成为研究器官发育的理想材料。果实形状作为重要的商品性状，直接影响消费者选择，但其分子调控机制尚未完全阐明。OVATE基因家族（OFP）自20世纪初在番茄中发现以来，已被证实参与多种植物的器官形态建成，然而在甜瓜中的系统研究仍属空白。

安徽省农业科学院蔬菜研究所的研究团队通过全基因组尺度分析，首次在甜瓜中鉴定出16个CmOFP成员。研究结合生物信息学与实验验证，揭示了这些基因在果实发育中的动态表达模式及其与植物激素通路的关联。相关成果发表于《Plant Gene》，为甜瓜品质改良提供了理论依据。

研究采用多组学整合策略：基于DHL92甜瓜基因组v4版本，通过序列比对鉴定OFP成员；使用MEGA构建系统发育树；利用PlantCARE分析启动子顺式元件；通过qRT-PCR检测组织特异性表达；结合转录组数据解析不同果形品种的差异表达基因。

Identification and phylogenetic analysis of CmOFP
通过比较20个拟南芥AtOFP蛋白序列，在甜瓜基因组中发现16个CmOFP基因，其编码蛋白长度差异显著（513-1407 bp）。系统发育分析将CmOFP与AtOFP划分为5个亚家族，显示甜瓜在进化过程中存在基因丢失现象。

Identification and characteristic of CmOFP gene family
所有CmOFP蛋白均含有保守的OVATE结构域，分子量介于16.92-52.15 kDa。启动子分析鉴定出30种调控元件，包括光响应、激素应答等元件，其中赤霉素响应元件占比最高（35%）。

Discussion
与黄瓜19个CsOFP相比，甜瓜OFP数量减少，暗示基因丢失事件。CmOFP13被证实通过转座子插入调控启动子活性，从而影响果形变异。表达模式显示CmOFP在授粉后子房中表达下调，与果实膨大过程负相关。

Conclusion
研究首次绘制了甜瓜OFP基因家族的全景图谱，发现4个关键基因（CmOFP1/5/13/19_2）与果形变异显著相关。这些基因通过调控细胞扩张和激素信号通路影响果实形态，为分子设计育种提供了新靶点。

该研究不仅填补了葫芦科作物OFP功能研究的空白，其建立的"基因家族鉴定-表达模式解析-性状关联分析"研究范式，对其它园艺作物的品质改良具有重要借鉴意义。特别是发现的赤霉素响应元件富集现象，为理解激素调控果实发育的分子机制开辟了新视角。