園藝學家的科研日常

辣椒長得有長有短、西瓜瓤顏色有紅有黃、黃瓜皮的“綠”有深有淺……同一種作物，為何會出現(xiàn)不同性狀？探究其中的緣由，找到影響作物品質(zhì)和產(chǎn)量的基因，是園藝學家的使命。那么，我們的日常工作包括哪些呢？

大家一起來“找茬兒”

植物體內(nèi)有幾萬個基因，這些基因和環(huán)境共同作用，影響了植物的生長發(fā)育。

我們團隊主要的研究作物是黃瓜，任務(wù)是在成千上萬個基因中，找到一些特定的基因，分析這些基因在黃瓜生長發(fā)育過程中的作用，以及是否影響了黃瓜某個器官的形態(tài)特征。

但是，找到那些與眾不同的基因并不容易。因此，我們需要借助不同的實驗方法，在實驗對象中找到特定的基因，并觀察這個基因是否因物種不同而有了新的功能。

黃瓜是一種經(jīng)濟作物，所以，我們更關(guān)心的是能否找到影響黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的基因。這種發(fā)現(xiàn)可以幫助我們在育種工作中創(chuàng)新種質(zhì)，讓育種學家培育出口味更佳、營養(yǎng)更豐富、產(chǎn)量更高的黃瓜。

“搖個菌，明天做實驗！”

選定基因后，我們通常會利用無縫克隆技術(shù)將所選基因連接到各種用途的載體（一種人工構(gòu)建的具有自主復制能力的環(huán)狀質(zhì)粒DNA）中，然后將其轉(zhuǎn)化進大腸桿菌，以獲得更多的拷貝并保存下來。我的日常與“菌”聯(lián)系起來，各種各樣的菌株幾乎伴隨了我的每一天。

基因敲除——DNA上的剪刀

要想知道一個基因是怎樣影響植物生長發(fā)育的，最常用的方法是把植物體中的這個基因敲除（通過一定的途徑，使機體特定的基因功能缺失的技術(shù)）。我們通常會使用基因編輯方法，通過農(nóng)桿菌介導的遺傳轉(zhuǎn)化將某個基因定點敲除，以獲得該基因功能缺失的突變體；再將其和野生型植株對比，觀察敲除前后的變化，分析該基因的功能。

黃瓜的特殊性導致它的遺傳轉(zhuǎn)化效率并不高，經(jīng)過近半年的試驗，我才獲得第一株功能缺失的突變體。

我在熒光顯微鏡下看到綠色熒光時，十分興奮，趕緊去找經(jīng)驗豐富的師兄確認。最終我得到了肯定的答復，也獲得了我的第一株轉(zhuǎn)基因植株。

在敲除試驗中，我需要不斷重復一個簡單動作，做的時候一旦走神，就容易操作失誤、造成污染，降低效率。后來，我總結(jié)出經(jīng)驗，嚴格按照方法的要求，小心翼翼，就可以避免污染，顯著提高效率。

在試驗田里種好黃瓜也很重要

除了實驗室，我們最常去的地方就是日光溫室了。

由于黃瓜是雌雄同株的異花授粉植物，想要獲得它的種子，就需要進行人工授粉。因此，我們在日光溫室的一項重要工作就是給黃瓜的雌花授粉。

授粉要在開花當天的上午進行。授粉時，分別將黃瓜雄花和雌花的花瓣撥開，露出花藥和柱頭，將帶有花粉的花藥在柱頭上輕輕涂抹后，用授粉夾夾住雌花花瓣防止串粉，就完成了一次授粉。通過授粉，我們可以擴繁（通常指通過各種方式增加生物個體的數(shù)量，包括但不限于繁殖、培育、種植等）野生型種子，獲得突變體的種子。

除此以外，在黃瓜植株生長期間，我們還要進行田間管理，澆水、施肥、除草、打藥和除蟲等都是我們的工作。只有在這樣的精心呵護下，黃瓜植株才會順利長大，結(jié)出果實！

科技工作者用智慧和專業(yè)，盡力培育好每一棵黃瓜植株。所以，當你品嘗到清脆爽口的黃瓜時，別忘了，在黃瓜背后還有這樣一群人，為培育品質(zhì)更高、口感更好的黃瓜努力著。

（責任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）