武涛：破解黄瓜“颜值”密码

——访国家杰出青年科学基金获得者、我校园艺学院院长武涛教授

本网讯（宣传部 王薇薇）如何让黄瓜摆脱“灰头土脸”，拥有光泽鲜亮的“高颜值”？这背后究竟隐藏着怎样的基因“奥秘”？……我校园艺学院院长武涛教授带领的黄瓜种质创新与遗传改良团队，经过多年潜心研究，成功找到了控制黄瓜果皮光亮度的关键基因，为培育高品质黄瓜品种提供了理论依据和技术支撑。

近日，记者探访岳麓山实验室蔬菜种质创新中心，深入了解了该团队在蔬菜新品种培育、种质资源创新等方面的科研进展。

实验台上一根根翠绿的黄瓜，有的表皮光亮如镜，有的则略显暗淡。武涛向记者介绍道：“不要小看这层果皮上的蜡粉，它直接影响着黄瓜的外观品质和市场价值。”

作为我国五大蔬菜之一，黄瓜不仅是重要的设施蔬菜，更是千家万户餐桌上的“常客”。然而，长期以来，我国黄瓜产业面临着“大而不强”的困境，栽培面积和产量虽居世界首位，但品质和单产与发达国家相比仍存在差距。

1999年，武涛进入河南农业大学攻读园艺专业，多年的求学经历为他从事黄瓜分子育种研究奠定了坚实的学术基础。2009年，随着黄瓜基因组框架图的绘制完成，黄瓜分子育种研究按下了“加速键”。武涛敏锐地抓住了这一发展机遇，开启了他长达二十年的黄瓜基因“密码”破译之旅。

“基因组框架图的完成，就像为黄瓜研究打开了一扇新的大门。”武涛告诉记者，这项突破性成果为研究人员发现黄瓜重要农艺性状控制基因提供了重要资源和信息，也为黄瓜种质资源的育种利用提供了理论框架。

“提升黄瓜‘颜值’，不仅是满足消费者对高品质蔬菜的需求，也能进一步推动黄瓜产业转型升级。”武涛解释说，与传统品种相比，油亮黄瓜的批发价每斤可高出0.2元，按亩产计算，农民种植优良品种可增收1万至1.5万元。

黄瓜果皮天然产生蜡粉，影响果皮对光的反射，从而降低果皮光泽度。目前，我国黄瓜种植通过脱蜡粉南瓜砧木进行嫁接，阻断黄瓜植株对硅元素的吸收，从而减少果皮蜡粉，使黄瓜看起来更亮。但这种方法存在明显弊端：一方面，硅元素是黄瓜抵御病虫害和环境胁迫的“天然盔甲”，阻断硅吸收会降低黄瓜的抗病抗逆能力。另一方面，这种生产方式增加了生产成本。尤其在南方，由于气候原因，还存在脱蜡粉南瓜砧木嫁接苗成活率较低等问题。

为了攻克这一难题，武涛带领团队将研究重点集中在黄瓜果皮蜡粉含量调控上。历时6年，团队联合日本东京大学，首次在植物根以外细胞中发现了一种由木质素构成且具备质外体屏障功能的新细胞壁结构——命名为“环颈带（Neck strip）”，在黄瓜果实表面蜡粉形成过程中起着决定性作用。

“这就像找到了控制黄瓜‘妆容’的总开关。”武涛解释道。通过操纵不同黄瓜种质的“环颈带”结构，可培育出果皮光亮无蜡粉的黄瓜新品种，在保持黄瓜抗性的同时，提升其外观品质，有望使高品质黄瓜生产成本降低10%—30%，且此生产方式不受地域限制。

这一发现不仅改写了学界对黄瓜果皮腺体毛结构的传统认知，更为后续研究开辟了新的方向，相关论文发表于国际顶级期刊。

与此同时，团队在黄瓜分子遗传机制和植株形态研究方面也取得了显著进展。经过无数次的筛选与验证，他们成功克隆了黄瓜果皮蜡粉形成的关键调控基因，解析了其分子遗传机制，同时还揭示了调控黄瓜叶片形状和叶柄角大小的分子机制。这些成果为高品质黄瓜种质创制和高光效品种改良提供了重要的基因资源和技术支撑，显著提升了黄瓜种植的经济效益。

回忆团队组建之初，武涛感慨道：“当时条件确实艰苦。”整个蔬菜学科只有2000多平方米的实验室，学生做实验要排队，有时候还要定闹钟抢。

面对学科基础薄弱、科研条件有限的环境，武涛带领团队精心规划实验空间，争取经费购置先进设备。由于黄瓜生长周期限制，科研工作必须争分夺秒，团队成员扎根田间与实验室，不畏寒暑，长期收集数据、开展实验，每一个环节都力求精益求精。

如今，随着岳麓山实验室蔬菜种质创新中心的启用，团队迎来了崭新的科研环境。实验室的整体面积扩充了5倍以上，还配备了顶尖的设施设备。从“捉襟见肘”到“装备精良”，武涛团队的信心倍增：“我们的目标很明确：既要让黄瓜‘卖得好’，又要让农民‘种得省’。”

谈起未来，武涛表示将加大力度探索尚未明晰的遗传规律，进一步剖析黄瓜品质、株型、抗性等关键性状背后的基因调控网络；同时也将紧密关注前沿育种技术动态，积极引入、优化并整合新技术，提升育种效率与精准度，创制一批优质、高产黄瓜新种质。