椰子作为热带和亚热带地区的非常重要的水果和油料作物。开展椰子栽培与生理相关研究是具有重要意义。近日，中国热科院椰子所椰子栽培与生理团队在表型、植物激素和转录组整合分析椰子畸形果实形成的分子机制研究方面取得新进展。为椰子健康生产提供理论基础和将进一步进行椰子果实发育深入研究提供重要参考。
畸形椰子果的发生对农业生产力和经济回报有双重影响，主要是由于形态缺陷而大幅减产和损害商业价值。为了阐明这种发育异常背后的分子决定因素，我们对畸形（MF）和正常（NF）椰子果实的果肉组织的生理分析和转录组测序进行了系统的研究。值得注意的是，与NF对照组相比，MF样品的碳水化合物储备明显减少，如可溶性糖（SS）、还原糖（RS）、淀粉（SH）、可溶性蛋白（SP）和脂肪（FA）分别下降了28.57%、20.43%、15.51%、36.78%和50.18%。相反，植物激素吲哚乙酸（IAA）、脱落酸（ABA)、细胞分裂素（CK）、赤霉酸（GA）、油菜素内酯（BR）、茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）水平提升了31.82–92.97%，而乙烯（ETH）则降低了30.09%。转录组解剖发现了6370个功能注释的差异表达基因（DEGs），其中包括4235个上调和2135个下调。这些DEGs主要富集在植物激素信号转导、类黄酮/苯丙素生物合成和碳水化合物代谢网络等关键途径中。特别值得注意的是，细胞壁重构酶-纤维素酶（CEL）、聚半乳糖醛酸酶（PG）和果胶酯酶（PE）的活性增强，同时伴随着9个细胞壁相关基因家族（CEL、PE、PG、PEL、URG、UTR、VTC2、EXP、XET/XTH）和8个植物激素相关基因簇的差异表达。功能分层分析进一步确定了关键的转录调控因子，其中MYB、AP2/ERF、BHLH、WRKY、bZIP和MADS转录因子存在显著的表达差异，表明它们在MF形成的分子机制中起着关键的调控作用。这种多组学的整合不仅解读了椰子果畸形的分子结构，而且为多年生作物发育障碍的研究建立了一个新的概念框架。
图1 椰子畸形果形成的分子机制研究探索
研究成果以“Combined Physiology and Transcriptome Analyses Provide Insights into Malformed Fruit of Cocos nucifera L.”为题发表于《Agriculture Basel》。中国热科院椰子所卢丽兰副研究员和董志国副研究员为该论文的共同第一作者，中国热科院椰子所卢丽兰副研究员为该论文的通讯作者。该研究得到海南省重大科技计划项目、海南省自然科学基金高层次人才项目的资助。
原文链接 https://doi.org/10.3390/agriculture15070723.
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