園藝學(xué)家的科研日常

辣椒長(zhǎng)得有長(zhǎng)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(huì)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(xué)家的使命。那么，我們的日常工作包括哪些呢？

大家一起來(lái)“找茬兒”

植物體內(nèi)有幾萬(wàn)個(gè)基因，這些基因和環(huán)境共同作用，影響了植物的生長(zhǎng)發(fā)育。

我們團(tuán)隊(duì)主要的研究作物是黃瓜，任務(wù)是在成千上萬(wàn)個(gè)基因中，找到一些特定的基因，分析這些基因在黃瓜生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的作用，以及是否影響了黃瓜某個(gè)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(shí)驗(yàn)方法，在實(shí)驗(yàn)對(duì)象中找到特定的基因，并觀察這個(gè)基因是否因物種不同而有了新的功能。

黃瓜是一種經(jīng)濟(jì)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?cè)谟N工作中創(chuàng)新種質(zhì)，讓育種學(xué)家培育出口味更佳、營(yíng)養(yǎng)更豐富、產(chǎn)量更高的黃瓜。

“搖個(gè)菌，明天做實(shí)驗(yàn)！”

選定基因后，我們通常會(huì)利用無(wú)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(fù)制能力的環(huán)狀質(zhì)粒DNA）中，然后將其轉(zhuǎn)化進(jìn)大腸桿菌，以獲得更多的拷貝并保存下來(lái)。我的日常與“菌”聯(lián)系起來(lái)，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(gè)基因是怎樣影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的，最常用的方法是把植物體中的這個(gè)基因敲除（通過(guò)一定的途徑，使機(jī)體特定的基因功能缺失的技術(shù)）。我們通常會(huì)使用基因編輯方法，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化將某個(gè)基因定點(diǎn)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(duì)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(dǎo)致它的遺傳轉(zhuǎn)化效率并不高，經(jīng)過(guò)近半年的試驗(yàn)，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(shí)，十分興奮，趕緊去找經(jīng)驗(yàn)豐富的師兄確認(rèn)。最終我得到了肯定的答復(fù)，也獲得了我的第一株轉(zhuǎn)基因植株。

在敲除試驗(yàn)中，我需要不斷重復(fù)一個(gè)簡(jiǎn)單動(dòng)作，做的時(shí)候一旦走神，就容易操作失誤、造成污染，降低效率。后來(lái)，我總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)，嚴(yán)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(yàn)田里種好黃瓜也很重要

除了實(shí)驗(yàn)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(jìn)行人工授粉。因此，我們?cè)谌展鉁厥业囊豁?xiàng)重要工作就是給黃瓜的雌花授粉。

授粉要在開(kāi)花當(dāng)天的上午進(jìn)行。授粉時(shí)，分別將黃瓜雄花和雌花的花瓣撥開(kāi)，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(guò)授粉，我們可以擴(kuò)繁（通常指通過(guò)各種方式增加生物個(gè)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(zhǎng)期間，我們還要進(jìn)行田間管理，澆水、施肥、除草、打藥和除蟲(chóng)等都是我們的工作。只有在這樣的精心呵護(hù)下，黃瓜植株才會(huì)順利長(zhǎng)大，結(jié)出果實(shí)！

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(dāng)你品嘗到清脆爽口的黃瓜時(shí)，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(zé)任編輯 / 王佳璇 美術(shù)編輯 / 周游）