中國青年報客戶端訊（虞璐 張雨欣 中青報·中青網記者 李超）最近，在揚州大學文匯路校區的日光溫室中，陳晨將萌芽的南瓜種子放入基質中開始育苗。
此后的每天早晨，她和潘劉、王敏、楊雅婷輪流“看護”南瓜苗，根據氣溫、濕度等環境變化，為南瓜苗澆水、通風、透氣，調節室內溫度。待南瓜苗長出4片真葉，他們便將其移到塑料大棚中定植。
“此前，我們培育出的最大南瓜接近130公斤，希望這一季能種出更大的南瓜。”看著溫室中的南瓜苗，陳晨和團隊成員的臉上寫滿期待。
這4位大學生是揚州大學園藝園林學院園藝專業2019級的本科生。
繆旻珉教授在指導團隊學生進行南瓜根莖比對。揚州大學黨委宣傳部供圖
在該院繆旻珉教授、張治平副教授的指導下，他們歷經三年，首次揭示了巨型南瓜獨特的果實膨大機制，為南瓜果實大小性狀選育相關工作、促進南瓜果實增大提供了重要的理論和實踐依據。去年下半年，相關研究成果獲得全國大學生生命科學競賽一等獎。
談及開展研究的初衷，陳晨的思緒飛到了3年前的《蔬菜栽培學》課上。
“通過課堂學習，我知道了巨型南瓜的存在，但是目前學術界有關巨型南瓜生長機理的研究文獻很少見，說明這是一個值得研究的課題。”從小就愛“胡思亂想”的她，腦子里立刻產生了疑問。
巨型南瓜是否有生長極限？是什么機制促使南瓜果實這么大？可食用南瓜的最大生長值究竟是多少？一系列問題紛至沓來……
為了解決這些疑惑，陳晨和幾個志同道合的小伙伴一拍即合，踏上了研究巨型南瓜的崎嶇之路。
目前，常用作栽培比賽或展覽的巨型南瓜品種名叫大西洋巨型南瓜，由小南瓜選育而來。
“巨型南瓜的‘祖先’是小南瓜，為什么能選育出巨型南瓜？”陳晨說，團隊首先從解剖學形態、植物生理方面，對巨型南瓜的果實和小南瓜進行了差異對比。
通過研究，他們發現，巨型南瓜的葉片光合指標、果柄粗度、韌皮部維管束數量和果實ɑ-半乳糖苷酶活性等相關指標均顯著上升，導致巨型南瓜的同化物運輸速度非同一般，大量的同化物快速積累使得果實膨大速度遠高于小果品種。
那么，果實大小到底由哪些基因控制？團隊開始更加細致入微地探究。
“我們通過雜交大西洋巨型南瓜和小南瓜，發現在子一代果實上開始存在超親分離現象，并不斷延續下去，這表明有多個基因在控制著果實的大小。”王敏說。
在此基礎上，團隊立刻進行南瓜全基因組重測序工作，構建了高密度遺傳圖譜，共篩選出13個候選基因，并獲得了4個與果實大小相關的分子標記。
“借助候選基因表達和功能分析，他們發現植物激素相關基因影響果實膨大，兩個基因分別控制生長素和油菜素內酯這兩種植物激素。”王敏說。
在對基因重點比對和試驗后，團隊最終得出結論，植物激素的合成與信號轉導的轉變是促進果實膨脹的關鍵。
與此同時，團隊開發出的分子標記方法可用于果實大小的輔助育種，還發現一種促進巨型南瓜果實增大的有效方法。目前,相關研究成果已申請兩項發明專利，并在國際相關學術刊物發表研究論文4篇。
在陳晨眼里，成功沒有捷徑，科研也沒有“快車道”。3年來，她與團隊成員放棄娛樂和假期，“泡”在實驗室。
“那段時間，我每天口中念得最多的是南瓜，夢里看到的是碩大的南瓜，跟兄弟們吃飯時不忘點南瓜。”潘劉笑著說，他也因此被同學們笑稱為“南瓜小子”。
自從科研團隊成立起，陳晨和團隊成員就學會了與困難“做朋友”。“很幸運，我遇到了最好的老師和最好的伙伴。”陳晨坦言，遇到實驗難題時，老師會幫助他們復盤分析實驗，指引他們尋找解決思路；失敗沮喪時，師兄師姐會開解他們，團隊成員會相互鼓勵。
作為本科生，團隊成員并沒有接受過系統的實驗訓練，常常是師兄師姐先帶著他們做一遍，然后就全靠團隊自己琢磨，通宵達旦地討論實驗思路，再動手實操。
“科研過程遠比看到的艱辛，但看著南瓜從一顆小小的種子，長成巨大果實，真的太奇妙了！”楊雅婷說，實驗看不到頭、論文屢次被拒后，自己也想過放棄，但科研的“魅力”讓人著迷。
自2020年起，該團隊與揚州地恩生態農業科技有限公司聯合開展技術推廣，在團隊的指導下，該公司培育的巨型南瓜單果重量平均增加46.5%，3年累計推廣應用面積達300畝，增收近600萬元。
“巨型南瓜果型巨大，對游客具有獨特的吸引力，是休閑觀光農業的寵兒。”陳晨說，目前，團隊自主研發和培育的巨型南瓜造型各異，但一般不可食用，最主要的是觀賞價值。
“未來我們將進一步攻克難關，希望早日解開巨型南瓜的全部‘奧秘’，培育出可食用、口感好的巨型南瓜，為鄉村振興貢獻智慧和力量。”陳晨說。
