Heterologous expression of AcbHLH1 in tobacco affects trichome density and length
本研究鉴定并表征了奇异果基因 *AcbHLH1* 是毛状体密度的负调节因子和毛状体长度的正调节因子，证明了其作为培育低毛状体奇异果品种的遗传靶点的潜力。
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植物并非环境中的被动受害者；它们是自身防御机制的主动构建者。它们最有效的工具之一是毛状体（trichome），这是一种从叶片、茎部和果实表面长出的微小毛发状结构。这些微观的突起充当了物理屏障，既能阻止昆虫取食，又能保护脆弱的组织免受强光照射，并减少水分通过蒸发造成的流失。对于像猕猴桃这样的果实而言，这些毛发是一把双刃剑。在野外，浓密的毛状体可以保护发育中的果实免受害虫和疾病的侵害。然而，对于消费者来说，毛茸茸的表皮往往是一种困扰。在果实到达超市之前去除这些毛发的过程既困难又具有风险；这一过程经常会刮伤果皮，产生细小的伤口，导致导致腐烂的真菌侵入，从而缩短果实的保质期。育种家长期以来一直试图寻找一种方法，培育出皮肤更光滑的猕猴桃，但关于植物何时生长这些毛发、要制造多少以及应该长多长的遗传指令，在很大程度上仍然是一个谜。
在最近的一项研究中，研究人员致力于破解猕猴桃中的这一遗传之谜。他们首先对比了两种截然不同的品种：一种具有厚重的毛茸茸外壳，另一种则拥有更为光滑的表面。通过将这两个亲本进行杂交并研究其后代，该团队创建了一个展示了广泛毛发程度的植物大家族，其表现从极度密集到极度稀疏不等。这种变异使得科学家们可以进行一场“遗传消除游戏”。他们分别收集了毛发最茂密的植物和最光滑植物的DNA，对这两组群体的整个遗传密码进行测序，以寻找其DNA存在差异的具体区域。这个过程被称为群体分离分析（bulked segregant analysis），它就像一个过滤器，将搜索范围从数千个基因缩小到了特定染色体上的一个DNA片段。
在该缩小后的区域内，团队识别出了一个看起来像是“罪魁祸首”的单一基因。他们将其命名为 AcbHLH1。为了了解这个基因究竟在做什么，研究人员观察了它在植物体内的活跃位置和时间。他们发现，该基因在植物的成熟部分（如完全形成的叶片和茎部）以及花蕾中最为活跃，但在最年轻的发育组织中却处于静默状态。至关重要的是，他们观察到该基因在光滑品种中的活性远高于毛茸茸的品种。这表明，该基因的存在可能是导致光滑品种毛发较少的潜在原因。为了直接测试这一理论，科学家们将该基因从猕猴桃中提取出来，并将其插入到烟草植株中——烟草是研究中常用的模式生物。他们培育了携带猕猴桃基因的烟草植株，并观察了发生的变化。
结果非常显著且清晰。接收了猕猴豆基因的烟草植株比其正常的对照组长出的毛发明显减少。在这些改良后的烟草茎部，毛发的数量比野生型烟草下降了超过一半。在叶片上，这种减少也十分显著，减少了超过三分之一。然而，故事并未止步于毛发变少。那些在改良后烟草上长出的毛发与众不同。它们不仅稀疏，而且变得更长了。改良后烟草茎部的毛发长度比正常植株长了近75%，而叶片上的毛发则延长了超过70%。这揭示了该基因的双重作用：它既是限制植物产生毛发数量的“刹车”，同时也促进了已形成毛发的生长。
研究人员证实，该基因产物（一种蛋白质）的功能是转录因子，这是一种位于细胞核内并控制其他基因活动的分子。通过进入细胞核，AcbHLH1 似乎干扰了通常向植物细胞发出开始生长毛发信号的复杂分子机制。在毛茸茸的猕猴桃品种中，该基因活性较低，使得该机制能够自由运行并产生密集的毛发层。而在光滑品种中，该基因更为活跃，在抑制新毛发形成的同时，也改变了剩余毛发的生长模式。这一发现为育种家提供了一个明确的遗传靶点。通过了解如何操纵这一特定基因，或许可以培育出天然具有光滑表皮的新品种猕猴桃，从而在不损害植物自然防御能力的前提下，减少对采后处理的需求，并提高果实的品质和保质期。这项研究使该领域从猜测果实毛茸茸的原因，转向了精准定位控制它的特定遗传杠杆。
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