Исследования выявили единственный транскрипционный фактор CsNPF1, который регулирует как образование партенокарпических плодов, так и горечь у огурцов. Это открытие стало результатом генетической картировки природного непарthenокарпического мутанта, названного npf1, найденного в инбридной линии огурца 10Y.
Мутант npf1 демонстрирует утрату партенокарпии, то есть способности растения производить плоды без оплодотворения. Исследование показало, что, в то время как плоды дикой формы 10Y значительно увеличиваются в размере без опыления, плоды npf1 прекращают развиваться, что приводит к аборту плодов. Анатомический анализ показал, что развитие семяпочек было остановлено в npf1, что препятствовало нормальному образованию плодов.
Для определения генетического локуса, связанного с фенотипом npf1, исследователи провели анализ групповой сегрегации и идентифицировали 5 Мб регион на 6 хромосоме. Дальнейший анализ сократил это до 378,6 кб региона, содержащего 50 генов, кодирующих белки. Среди них CsNPF1 был найден, специфически экспрессируемым в верхушке побега и яичнике диких растений, но не в мутанте npf1.
CsNPF1 кодирует транскрипционный фактор, принадлежащий к семейству APETALA2/Фактор ответа на этилен (AP2/ERF), который играет решающую роль в регуляции генетической экспрессии, участвующей в развитии плодов. Исследование также показало, что делеция в гене CsNPF1 в мутанте npf1 ответственна за его непарthenокарпический фенотип.
Более того, исследование изучило последствия CsNPF1 для качества плодов, выявив, что плоды npf1 значительно более горькие, чем у дикой формы. Эта горечь связана с более высокими уровнями кукубитамина C, соединения, ответственного за горький вкус огурцов. Результаты указывают на то, что CsNPF1 влияет не только на развитие плодов, но и на сенсорные качества плодов.
В целом, идентификация CsNPF1 предоставляет потенциальную цель для будущих программ селекции огурцов, направленных на улучшение качества и урожайности плодов.