2023年5月，Horticulture Research上線了青島農業大學園藝學院張忠華/柴森研究團隊題為 Gibberellin biosynthesis is required for CPPU-induced parthenocarpy in melon的研究論文。該研究初步探讨了CPPU誘導甜瓜果實單性結實的分子機制，為解決甜瓜生産中的坐果問題、種質改良以及單性結實的機制研究提供理論依據。

　　甜瓜(Cucumis melo L.)是世界範圍内重要的葫蘆科作物，由于缺乏單性結實種質資源，外源噴施氯吡苯脲（CPPU）誘導單性結實在甜瓜生産中普遍存在。與天然授粉相比，噴灑CPPU具有較好的坐果效果以及更好的果實産量，但一直以來CPPU誘導甜瓜單性結實的作用機制尚未明晰。

　　ivf05甜瓜果實發育過程中早期的形态學和細胞學變化

　　該研究對CPPU處理、人工授粉和未授粉的甜瓜早期果實進行形态學和組織學觀察，發現CPPU處理與人工授粉的果實大小增加類似，但細胞大小增加較小，細胞密度更高。不同時間點各處理樣品間内源激素檢測發現CPPU促進赤黴素和生長素積累，降低脫落酸水平。轉錄組分析顯示，CPPU誘導的差異基因主要富集在赤黴素相關通路，多個赤黴素合成、信号轉導關鍵基因顯著變化。外施赤黴素抑制劑多效唑（PAC）可部分抑制CPPU誘導坐果。

　　進一步研究發現，降低坐果期高量表達的細胞分裂素信号通路調節因子CmRR2能夠抑制CmGA20ox1的表達，熒光素酶激活實驗和酵母單雜實驗結果證實CmRR2與CmGA20ox1啟動子存在結合。以上研究結果表明CPPU可能通過細胞分裂素信号途徑直接激活甜瓜中赤黴素生物合成基因的表達，促進赤黴素生物合成。

CPPU誘導甜瓜單性結實依賴赤黴素合成工作模式圖

　　綜上，該研究确定了CPPU誘導的甜瓜坐果依賴于赤黴素的生物合成，為甜瓜單性結實種質資源的創造提供了理論依據。

　　該研究得到了國家自然科學基金、山東省人民政府“泰山學者”基金及山東省自然科學基金的資助支持。青島農業大學園藝學院青年教師劉悅、在讀碩士研究生李陽、國惠欣為論文第一作者，張忠華教授和青年教師柴森為論文通訊作者。課題組呂丙盛教授、在讀碩士研究生馮敬、王惠惠也參與了相關工作。