果实大小是作物驯化改良的关键农艺性状之一。毛酸浆是茄科酸浆属（Physalis）植物，其果实风味独特，药食同源，已成为新兴的果蔬作物。挖掘毛酸浆果实大小的调控基因并阐明其作用机制具有重要的科学意义与应用价值。
中国科学院植物研究所贺超英研究组在前期工作的基础上，对茄科毛酸浆、醋栗番茄和栽培番茄中LBD类转录因子POS3（Physalis organ size 3）进行了比较研究，并聚焦解析其调控毛酸浆果实大小的功能与机制。研究发现，POS3直系同源基因在毛酸浆、醋栗番茄和栽培番茄的生殖器官中存在异量表达，即POS3在毛酸浆的花分生组织、雌蕊、种子及果实发育中表现出较高的表达水平，而在醋栗番茄和栽培番茄这些器官及发育中的表达水平极低。敲除或敲降毛酸浆POS3基因（PfPOS3），突变植株的花器官大小、种子重量和果实重量显著降低；而过表达PfPOS3或两个茄属SlPOS3（SpPOS3）基因，转基因毛酸浆植株花器官大小、种子和果实重量显著增加。因此，POS3正调控毛酸浆生殖器官的大小。进一步分析表明POS3促进细胞膨大，抑制细胞分裂。在调控机制层面，POS3可分别与TCP15和TCP18相互作用，并且POS3-TCP模块可直接结合CYCD1;1和CYCB1;1的启动子并调控其表达，进而调控细胞膨大和细胞分裂过程，最终调控毛酸浆花的大小和果实重量。与PfPOS3相比，SlPOS3（SpPOS3）mRNA表达的显著降低很可能导致它们调控茄属花果发育的功能减弱或丧失。
上述研究结果首次发现调控毛酸浆花与果实发育的LBD-TCP模块，揭示了调控花与果实进化的新基因新机制，为理解植物生殖器官大小调控、形态进化发育以及酸浆属作物育种提供了新见解新思路。
研究成果于8月11日在线发表在Horticulture Research上。植物所已毕业博士研究生李巧茹、在读博士研究生武兰凤为论文共同第一作者，贺超英研究员为通讯作者。植物所已毕业博士研究生李菁，在读博士研究生曹千慧、许楠和植物所副研究员公丕昌、王丽博士参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略先导专项项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1093/hr/uhaf211
（植物多样性与特色经济作物全国重点实验室供稿）
POS3表达与调控花与果实大小的工作模型
