苦瓜鲨齿状果瘤关键基因McATL43的鉴定及其E3泛素连接酶功能解析

研究人员通过精细定位和克隆技术，在苦瓜中鉴定出控制果瘤形态的关键基因McATL43。该基因编码RING-H2 finger E3泛素连接酶，其2-bp缺失导致功能丧失突变，形成光滑果皮表型。研究构建了诊断标记用于分子育种，并揭示该基因通过刺激响应、生长素信号和转录调控网络调控果瘤发育，为苦瓜外观改良提供分子工具。

　　

这项研究揭示了苦瓜(Momordica charantia L.)果瘤形态的遗传奥秘。研究人员发现，鲨齿状果瘤(Shark teeth, St)性状由fwf6.1位点主导控制，该位点被精细定位到19.23-kb区间。通过基因注释分析，锁定了一个编码RING-H2 finger E3泛素连接酶的候选基因McATL43。

有趣的是，光滑果皮品种中存在2-bp缺失，导致移码突变和提前终止密码子，破坏了C端底物识别域。基于此突变开发的分子标记，在40个种质资源中实现100%准确鉴别。亚细胞定位实验显示，McATL43同时定位于质膜和细胞质，系统发育分析还发现其同源基因含有葫芦科特异的信号肽。

转录组分析揭示，McATL43通过调控刺激响应、生长素(auxin)信号和转录因子网络影响果瘤发育。这些发现不仅解析了苦瓜外观品质的分子机制，更为分子设计育种提供了精准工具。研究建立的BC₁F₂/BC₁F₃群体和功能标记，可直接用于选育具有理想果瘤特征的优质苦瓜品种。