2025年10月，Horticulture Research（中国科学院1区TOP期刊，影响因子8.5）在线刊登太阳成集团tyc33455瓜类生物学团队题A transposon insertion in CmKNAT2-like2 disrupts mottled rind formation in melon (Cucumis melo L.)的研究论文。

　　甜瓜是一种在全球广泛种植的重要果蔬作物，其果皮外观主要由颜色和覆纹（果斑）组成。覆纹作为关键的商品性状，直接影响甜瓜的市场接受度和经济价值，甚至成为某些品种命名的灵感来源，如‘花姑娘’、‘白流星’等，凸显了其在品种识别与消费选择中的重要作用。尽管前人研究已表明甜瓜果皮覆纹受Mt1和Mt2两个遗传位点调控，但Mt2位点至今尚未成功克隆，其调控覆纹形成的分子机制仍不明确，这也成为甜瓜果皮覆纹研究中一个亟待突破的关键问题。

　　该研究克隆了甜瓜果皮覆纹基因Mt2，并初步探究了其调控覆纹形成的分子机制，为甜瓜外观品质改良以及其它作物的覆纹研究提供理论依据。该研究利用无覆纹种质 '13C' 作为受体亲本，覆纹种质 'P114' 为供体亲本，进行杂交、回交和遗传背景选择，创制了Mt2的近等基因系；并结合 '13C' 的EMS突变体库中发现了一份显性覆纹突变体 'S249'，分别将Mt2定位到2号染色体末端275-kb和300-kb区间内。序列分析表明两个区间存在一段44-kb的共有序列，且 '13C' 在44-kb区间内仅存在一处4231-bp的结构变异，经预测为TIR类型的转座子。在无覆纹 '13C' 中该转座子插入到了CmKNAT2-like2的第3个内含子上，改变了基因结构。随后利用CRISPR/Cas9对CmKNAT2-like2进行敲除，验证了其调控甜瓜果皮覆纹的生物学功能。

　　图1 CmKNAT2-like2调控甜瓜果皮覆纹的形成

　　进一步分析发现，TIR转座子的插入导致CmKNAT2-like2编码蛋白缺少了ELK和Homeodomain两个保守结构域。亚细胞定位、酵母双杂交及pull-down实验表明，以上两个结构域的缺失影响了蛋白的核定位及自身形成二聚体的能力。转录组分析表明，CmKNAT2-like2的功能失活破坏了果皮叶绿体的发育，并改变了与叶绿素生物合成相关基因的表达。群体分析进一步表明CmKNAT2-like2基因内的转座子插入的经历了广泛的自然选择，并且与甜瓜的果皮覆纹显著相关。

　　图2 TIR转座子插入对CmKNAT2-like2编码蛋白功能影响的验证

　　综上，该研究克隆了调控甜瓜果皮覆纹形成的重要基因CmKNAT2-like2，为甜瓜外观品质育种及其它作物的覆纹研究提供了理论依据。

　　该研究在太阳成集团tyc33455张忠华教授指导下完成。山东省农业科学院蔬菜研究所助理研究员李帅（原中国农科院博士后）、太阳成集团tyc33455在读博士研究生冯敬、陈新秀为论文第一作者，太阳成集团tyc33455柴森副教授为论文通讯作者。山东省农业科学院蔬菜研究所孙建磊副研究员，中国农业科学院农业基因组研究所博士后许愿超等为该项工作提供巨大支持。该研究得到了国家自然科学基金、山东省人民政府“泰山学者”基金及山东省自然科学基金的资助支持。