上海
撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
性別決定是雄花和雌花形成的基礎，在植物育種方面具有特別重要的意義。早在上世紀五十年代，就觀察到了生長素促進雌花產生的現象，這也成為了一直以來植物生理學領域的“未解之謎”，此外，生長素和乙烯是如何協同調控植物單性花發育的遺傳機制，目前仍模糊不清。
2025 年 12 月 11 日，中國農業大學張小蘭、周朝陽團隊（韓立杰博士為論文第一作者 ）在國際頂尖學術期刊Science上發表題為：ARF3-mediated auxin signaling is essential for sex determination in cucumber 的研究論文。
該研究破解了“生長素促進雌花產生”這一長期謎題，鑒定到其中發揮作用的關鍵調控因子CsARF3（Auxin Response Factor 3），闡釋了生長素和乙烯在性別決定上的互惠關系，為植物性別決定的調控網絡提供了全新認識，也為作物育種和農業生產中的性別調控提供了精準的分子靶點。
該研究闡明了黃瓜中由激素調控的性別決定機制，鑒定了一個關鍵基因——CsARF3（Auxin Response Factor 3，生長素響應因子-3），它是黃瓜雌蕊正常發育所必需的。敲除
CsARF3基因，會導致植株只開雄花，而過表達
CsARF3基因，則會增加雌花數量。這直接證明了 CsARF3 是促進雌性表現的正向調控因子。
具體來說，CsARF3 通過調控下游基因來發揮作用——
激活
CsSTM，直接促進分生組織維持基因
CsSTM的表達，有助于雌花原基的持續發育；
抑制 CsWIP1，抑制雌性抑制基因
CsWIP1的活性，從而解除對雌花發育的抑制。
研究團隊進一步揭示了生長素和乙烯在性別決定中存在一個正向反饋循環，在花發育早期，乙烯通過生長素途徑來啟動雌蕊的形成；在花發育后期，雌蕊中的生長素信號又會增強乙烯的生物合成，而高濃度的乙烯會抑制雄蕊的發育，最終確保雌花的形成。
黃瓜
C
s
ARF3介導的生長素信號調控性別決定的分子機制
總的來說，這項研究破解了“生長素促進黃瓜雌花產生”的長期謎題，闡明了黃瓜如何“決定”開雌花的一個重要分子通路：
CsARF3基因是核心開關，它通過協調一系列基因表達，并整合生長素和乙烯兩種激素信號，最終促使植株形成雌花。這一發現對作物育種（例如提高雌花比例以增加果實產量）具有重要的理論指導意義。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv200
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