Studies have shown that polyploidy has pronounced effects on plants in multiple aspects, including genome structure, gene expression, metabolism and so on, which finally induce changes in phenotype. Many of these changes occurred immediately after polyploidization and retained or lost later. Therefore, it is meaningful for crop breeders to gain knowledge of these changes when it is relatively stable. In this study, we investigated the phenotypes of a highly self-pollinated synthesized allotetraploid in Cucumis , named with Cucumis × hytivus J. F. Chen & J. H. Kirkbr. ( C. × hytivus for short). Results showed that although many phenotypes of C. × hytivus were intermediate between its parents, total leaf area and cell size exhibited parent-of-origin and dosage effect, respectively. Additionally, C. × hytivus exhibited divergent biomass allocation strategy compared to the parents, developing more leaves. Beside the commonalities across different polyploid systems, the combination of hybridity and genome duplication in allopolyploids may lead to a diverse possibility of phenotypic changes. In spite of the reduced light absorption by less photosynthetic pigments in young leaves, allopolyploidy caused limited adverse effect on the photosynthesis of C. × hytivus , which may benefit from the increased leaf thickness and potentially facilitated the survival and speciation of this novel species. The present study offers novel insights into the varied phenotypic effects of polyploidy and is a valuable reference for the crop improvement through polyploidization.

中文翻译：

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黄瓜人工异源多倍体化的形态学、解剖学和光合作用结果

研究表明，多倍体在基因组结构、基因表达、代谢等多个方面对植物产生显着影响，最终导致表型发生变化。许多这些变化在多倍化后立即发生，并在以后保留或丢失。因此，当这些变化相对稳定时，作物育种者了解这些变化是有意义的。在这项研究中，我们研究了在 Cucumis 中高度自花授粉合成的异源四倍体的表型，命名为 Cucumis × hytivus JF Chen 和 JH Kirkbr。（简称 C. × hytivus）。结果表明，虽然 C. × hytivus 的许多表型介于其亲本之间，但总叶面积和细胞大小分别表现出亲本和剂量效应。此外，C. × hytivus 与亲本相比表现出不同的生物量分配策略，发育更多的叶子。除了不同多倍体系统的共性外，异源多倍体中杂交和基因组重复的结合可能导致表型变化的多种可能性。尽管幼叶中较少的光合色素减少了光吸收，但异源多倍体对 C. × hytivus 的光合作用造成有限的不利影响，这可能受益于叶片厚度的增加，并可能促进这种新物种的生存和物种形成。本研究为多倍体的不同表型效应提供了新的见解，是通过多倍体改良作物的宝贵参考。除了不同多倍体系统的共性外，异源多倍体中杂交和基因组重复的结合可能导致表型变化的多种可能性。尽管幼叶中较少的光合色素减少了光吸收，但异源多倍体对 C. × hytivus 的光合作用造成有限的不利影响，这可能受益于叶片厚度的增加，并可能促进这种新物种的生存和物种形成。本研究为多倍体的不同表型效应提供了新的见解，为通过多倍体改良作物提供了宝贵的参考。除了不同多倍体系统的共性外，异源多倍体中杂交和基因组重复的结合可能导致表型变化的多种可能性。尽管幼叶中较少的光合色素减少了光吸收，但异源多倍体对 C. × hytivus 的光合作用造成有限的不利影响，这可能受益于叶片厚度的增加，并可能促进这种新物种的生存和物种形成。本研究为多倍体的不同表型效应提供了新的见解，是通过多倍体改良作物的宝贵参考。尽管幼叶中较少的光合色素减少了光吸收，但异源多倍体对 C. × hytivus 的光合作用造成有限的不利影响，这可能受益于叶片厚度的增加，并可能促进这种新物种的生存和物种形成。本研究为多倍体的不同表型效应提供了新的见解，是通过多倍体改良作物的宝贵参考。尽管幼叶中较少的光合色素减少了光吸收，但异源多倍体对 C. × hytivus 的光合作用造成有限的不利影响，这可能受益于叶片厚度的增加，并可能促进这种新物种的生存和物种形成。本研究为多倍体的不同表型效应提供了新的见解，是通过多倍体改良作物的宝贵参考。