Tùy thuộc vào sự kết hợp phức tạp của các yếu tố di truyền và môi trường, cây dưa chuột có thể có bảy giống khác nhau.
Một
số giống dưa chuột có năng suất cao chỉ tạo ra duy nhất hoa cái, và một
nghiên cứu mới xác định việc sao chép gien gây ra đặc điểm bất thường
này.
Nghiên
cứu do Zhangjun Fei từ Viện Boyce Thompson trực thuộc trường Đại học
Cornell và Sanwen Huang của Viện Hàn lâm Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc
tại Bắc Kinh dẫn dắt, được đăng tải gần đây trên The Plant Cell.
Các
nhà lai tạo người Hà Lan đang tận dụng lợi thế của giống "đơn tính cái
(gyneoecious)" chỉ sản sinh ra hoa cái. Khi trồng ở trong điều kiện nhà
kính không có đất, trong môi trường giàu dinh dưỡng, chúng tạo ra 1 quả
dưa chuột từ mỗi 1 bông hoa, giúp tăng năng suất so với giống “đơn tính
cùng gốc (monoecious)” có cả hoa đực và hoa cái. Những bông hoa cái phải
được thụ tinh bởi phấn của một bông hoa đực, nhưng bằng cách kiểm soát
tỷ lệ đực-cái, người trồng có thể gia tăng sản lượng thu hoạch của họ.
"Nếu
bạn so sánh sản xuất trong nhà kính tại Hà Lan sử dụng cây có hoa cái
với Trung Quốc - nơi sử dụng cây có cả hoa đực và hoa cái cùng ở chung
một thân và biện pháp thực hành nông nghiệp thông thường thì sản lượng
tại Hà Lan lớn hơn ở Trung Quốc khoảng 15 lần", Fei nói. Ông giải thích
rằng người nông dân ở Trung Quốc không trồng dưa chuột gynoecious vì các
chất dinh dưỡng trong đất không đủ cho các quả phát triển ở mỗi một
bông hoa.
Mặc
dù các nhà nghiên cứu từ những năm 1960 đã biết rằng có một nguyên nhân
di truyền cho cây chỉ mang hoa cái, các vị trí và trình tự chính xác
của các phân đoạn ADN đã được biết đến trước đó.
Các
nhà nghiên cứu phát hiện ra ADN cộng thêm bằng cách sàng lọc trình tự
bộ gien từ một bộ sưu tập cốt lõi của 115 dòng dưa chuột khác nhau. Họ
tìm kiếm những thay đổi gọi là biến thể về cấu trúc – các vùng rộng lớn
của bộ gien bị thiếu, được bổ sung thêm vào, được đảo hoặc nhân bản. Họ
tạo ra một bản đồ của 26.778 biến thể cấu trúc khác nhau mà họ tìm thấy,
một số trong đó được gắn với giống dưa chuột thuần. Các phân tích cho
thấy rằng các biến thể về cấu trúc ảnh hưởng đến hơn 1.600 gien trong hệ
gien của dưa chuột.