中国农业科学院蔬菜花卉所张圣平团队创制高类胡萝卜素含量的黄瓜新种质并揭示其代谢调控新机制
发布时间：2025年12月04日
中国农业科学院蔬菜花卉所张圣平团队创制高类胡萝卜素含量
的黄瓜新种质并揭示其代谢调控新机制
近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究
所张圣平团队在国际著名期刊《Plant
Biotechnology Journal》（IF5 year =
12.1）在线发表题为 An intronic SNP in
the Carotenoid Cleavage Dioxygenase 1
（CsCCD1） controls yellow flesh
formation in cucumber fruit （Cucumis
sativus L.）的文章，揭示了黄瓜类胡萝
卜素裂解双加氧酶编码基因（CsCCD1）内
含子变异调控果实类胡萝卜素含量的新
机制，并创制了高类胡萝卜素含量的栽培
黄瓜新种质。
黄瓜（Cucumis sativus L.）是全
球重要的蔬菜作物之一，也是我国产量最
大、经济效益很高的设施蔬菜，在重要农
产品稳产保供和乡村振兴中发挥着举足
轻重的作用。维生素 A 是维持人体正常新
陈代谢和生理功能所必需的维生素，且必
须通过膳食摄取。维生素 A 缺乏可能导致
夜盲症、干眼症以及免疫功能下降等一系
列健康问题。类胡萝卜素作为维生素 A 的
重要前体物质，不仅能在体内转化为维生
素 A，还具有抗氧化、维持视觉健康、调
节免疫等多种生理功能。因此，培育高类
胡萝卜素含量的黄瓜新品种对于改善人
类膳食营养、促进健康具有重要意义。
本研究图位克隆了调控黄瓜黄色果
肉形成的关键基因 CsCCD1，该基因编码类
胡萝卜素裂解双加氧酶，是一个类胡萝卜
素降解酶。通过对该基因序列和功能分
析，发现其内含子区域存在一个单核苷酸
多态性（SNP，A-G），这一突变导致转录
本剪接异常，进而使蛋白关键结构域丧
失、酶活性显著降低，最终引起果实中类
胡萝卜素的大量积累，使果肉呈现黄色。
西双版纳黄瓜作为中国云南省特有的半
野生栽培品种，其果肉富含β-胡萝卜素，
呈现明显的黄/橙色表型。通过在黄肉西
双版纳黄瓜中瞬时过表达 CsCCD1，成功恢
复了白色果肉表型，这一结果进一步证实
了 CsCCD1 在栽培和半野生黄瓜果肉颜色
调控中的关键作用。此外，我们利用
CRISPR/Cas9 技术创制了高类胡萝卜素含
量的黄瓜新种质，使栽培黄瓜果实中的类
胡萝卜素含量显著提高 6-7 倍。综上，本
研究揭示了 CsCCD1 内含子 SNP 变异在调
控栽培和半野生黄瓜果实类胡萝卜素含
量中的新机制，并创制了高类胡萝卜素含
量的栽培黄瓜新种质，为选育高类胡萝卜
素黄瓜新品种提供了基因资源。
中国农业科学院蔬菜花卉研究所、
蔬菜生物育种全国重点实验室的戴卓男
博士、官健涛副研究员、苗晗研究员为该
论文的共同第一作者；张圣平研究员、董
邵云副研究员为该论文的共同通讯作者，
中国农业科学院蔬菜花卉研究所为通讯
单位。该研究得到了国家重点研发计划、
国家自然科学基金、中国农业科学院科技
创新工程项目以及国家现代农业产业技
术体系等项目的资助。
