荔枝無(wú)核和焦核機(jī)理的研究進(jìn)展

李明芳 盧誠(chéng) 劉興地 王向社 鄭學(xué)勤

摘 要 對(duì)荔枝無(wú)核和焦核機(jī)理的研究概況作了綜述。指出大孢子發(fā)育異常無(wú)法完成受精和單性結(jié)實(shí)是導(dǎo)致荔枝無(wú)核的主要原因，今后對(duì)無(wú)核荔枝無(wú)核機(jī)理的研究應(yīng)該著重從大孢子敗育和單性結(jié)實(shí)發(fā)生分子機(jī)理的角度展開，重點(diǎn)闡明無(wú)核荔枝發(fā)生大孢子敗育、受精被阻和單性結(jié)實(shí)的分子途徑。科技界對(duì)荔枝焦核機(jī)理的研究主要從組織細(xì)胞水平、生理生化角度和分子水平進(jìn)行：從細(xì)胞水平看，主要是胚乳過(guò)早解體和胚在胚囊外發(fā)育引起合子或胚早期敗育，進(jìn)而導(dǎo)致胚珠敗育形成焦核；從生理生化角度看，植物內(nèi)源激素、多胺、酚類物質(zhì)以及可溶性蛋白含量都與胚珠敗育、焦核形成有關(guān)；從分子水平看，兩條特異片段OPL-12-1 645 bp與OPL-12-722 bp，可能與荔枝的焦核基因相關(guān)。認(rèn)為今后對(duì)荔枝焦核機(jī)理的研究應(yīng)該著重于合子期到心形胚期，從分子水平上闡明究竟是哪些基因異常表達(dá)使合子分裂受阻、使胚乳過(guò)早解體，使球形胚、心形胚形成受阻。

關(guān)鍵詞 荔枝；無(wú)核荔枝；單性結(jié)實(shí)；焦核荔枝

中圖分類號(hào) S667.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

Abstract This paper reviews the research progress of seedless and stenospermocarpic mechanism in litchi（Litchi chinensis Sonn.）. It points out that the abnormal development of megaspores（or embryo sacs）， the failure of egg fertilization and parthenocarpy are the primary cause contributing to seedless litchi formation， therefore from now on， the study on the seedless mechanism of litchi should focus on the molecular one of the megaspores abortion and parthenocarpy. The most important thing is to clarify their molecular pathway. The stenospermocarpic mechanism of litchi was investigated by scientists from three aspects. At the cellular level， it is endosperms disintegrating ahead of time and embryos growing out of embryo sac that cause zygotes or embryos to abort from the early time of embryonic development， further resulting in abortion of ovules and seeds. From physiological and biochemical angle， the changes of plant endogenous hormones， polyamines， phenolic inhibitors and soluble protein content are closely related to abortion of ovules and formation of stenospermocarpy. At the molecular level， two specific amplified bands OPL-12-1 645 bp and OPL-12-722 bp have been considered as markers of seed-abortion genes in litchi. This paper suggests that in the future the study on the aborted-seeded mechanism of litchi should focus on zygote till heart-shape embryo stages so that it will be elucidated that which genesexpressing abnormally gives rise to zygote division blocked， endosperm disintegrating very early， ball-and heart-shape embryos formation blocked.

Key words Litchi（Litchi chinensis Sonn.）；Seedless litchi；Parthenocarpy；Stenospermocarpic（aborted-seeded）litchi

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.05.030

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）為無(wú)患子科（Sapindaceac）荔枝屬（litchi）植物，原產(chǎn)中國(guó)南部，至今已有兩千多年的栽培史。在這漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，人們通過(guò)實(shí)生選種和芽變選種選育出來(lái)的荔枝品種和株系多達(dá)200個(gè)以上。其中，最受老百性青睞的荔枝良種當(dāng)屬無(wú)核荔枝和焦核荔枝。所謂無(wú)核荔枝是指果實(shí)內(nèi)完全沒有核或僅有一個(gè)綠豆大小的痕跡，而焦核荔枝指的是果實(shí)內(nèi)的核大小如蠶豆，但是不飽滿，呈扁平空癟狀態(tài)。無(wú)核荔枝和焦核荔枝是怎么形成的？?jī)烧咧g有何區(qū)別？關(guān)于這兩個(gè)問題科技界從上個(gè)世紀(jì)八十年代末九十年代初開始研究。三十多年過(guò)去了，荔枝無(wú)核和焦核機(jī)理的研究狀況究竟怎樣呢？現(xiàn)將有關(guān)的研究情況分述如下。

1 無(wú)核荔枝

1.1 已發(fā)現(xiàn)的無(wú)核荔枝的株系

經(jīng)資料查新，沒有發(fā)現(xiàn)國(guó)外相關(guān)的報(bào)道。國(guó)內(nèi)研究結(jié)果[1-11]表明：目前選育出來(lái)的無(wú)核荔枝株系至少有10個(gè)：分別是海南無(wú)核荔枝A4號(hào)、13號(hào)、南島無(wú)核丁香、廣東東莞無(wú)核荔枝、廣東增城假掛綠、廣東茂名茂紅糯、假香荔和禾蝦串，以及廣西欽州金科無(wú)核王和無(wú)核香荔。

1.2 無(wú)核荔枝形成機(jī)理的研究概況

總結(jié)科技界多年的研究成果，所有的證據(jù)都證實(shí)導(dǎo)致荔枝無(wú)核的原因是雌花中的大孢子發(fā)育異常無(wú)法完成受精，單性結(jié)實(shí)。陳健輝[1]、劉頌頌等[2]曾經(jīng)以廣東東莞無(wú)核荔枝為材料、馮蔚等[7-8]以南島無(wú)核丁香為材料研究大孢子（也就是胚囊）的發(fā)育過(guò)程，發(fā)現(xiàn)大孢子在各個(gè)發(fā)育階段（二核胚囊期、四核胚囊期和八核胚囊期）均會(huì)出現(xiàn)各種敗育現(xiàn)象。由于胚囊內(nèi)無(wú)法形成正常的卵器，卵細(xì)胞不能受精，胚無(wú)法形成，導(dǎo)致胚珠極早敗育所以無(wú)核。楊應(yīng)華[9]以海南溫敏無(wú)核荔枝為材料研究其受精過(guò)程，發(fā)現(xiàn)溫敏無(wú)核荔枝由于受低溫影響，在受精過(guò)程中，精子不能進(jìn)入卵膜或進(jìn)入卵后雌雄核不融合，導(dǎo)致卵受精失敗并退化。而次生核雖正常受精，并產(chǎn)生核型胚乳，有的還能發(fā)育到細(xì)胞型胚乳，但到花后12 d左右也完全退化，結(jié)果導(dǎo)致胚珠敗育果實(shí)無(wú)核。王碧青等[10]以禾蝦串荔枝為材料研究單性結(jié)實(shí)荔枝的胚胎發(fā)育過(guò)程，發(fā)現(xiàn)單性結(jié)實(shí)的禾蝦串，開花后沒有雙受精過(guò)程發(fā)生及胚的發(fā)育，花后卵細(xì)胞和助細(xì)胞逐漸解體，極核核膜溶解核仁消失，胚囊內(nèi)液體于花后3 d逐漸干涸；花后7 d胚珠開始漸漸萎縮，種子不發(fā)育；盡管如此，假種皮繼續(xù)發(fā)育形成無(wú)核果。以上是細(xì)胞學(xué)方面的證據(jù)，證明單性結(jié)實(shí)使荔枝結(jié)無(wú)核果。還有田間實(shí)驗(yàn)證據(jù)。筆者曾經(jīng)以海南無(wú)核荔枝A4號(hào)為材料做過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)無(wú)核荔枝A4號(hào)在雌花未開放的時(shí)候，去雄去柱頭、套袋不授粉的情況下能結(jié)無(wú)核果，天生具有單性結(jié)實(shí)的能力；人工授粉結(jié)的也是無(wú)核果，而花粉并無(wú)敗育現(xiàn)象（圖1是無(wú)核荔枝A4號(hào)去雄去柱頭、套袋不授粉的結(jié)果情況）。劉頌頌等[2]也以廣東東莞無(wú)核荔枝為材料做過(guò)不授粉套袋實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該種質(zhì)可以不經(jīng)過(guò)授粉受精單性結(jié)實(shí)。目前所發(fā)現(xiàn)的10個(gè)無(wú)核荔枝株系幾乎都具有單性結(jié)實(shí)的能力。

那么究竟是什么因素使荔枝單性結(jié)實(shí)呢？從生理角度分析，可能是激素。王碧青等[11]曾經(jīng)以懷枝、禾蝦串兩種荔枝品種為材料研究了荔枝開花前后子房?jī)?nèi)源激素含量變化，發(fā)現(xiàn)具單性結(jié)實(shí)能力的禾蝦串開花前子房中細(xì)胞分裂素（CTK）、赤霉素（GAs）含量較高，開花后一直處于較高水平；吲哚乙酸（IAA）開花前子房含量較低，但開花后上升， 第3天有一高峰； 而不具單性結(jié)果能力的懷枝（大核品種）開花前子房CTK、GAs含量低于禾蝦串。說(shuō)明單性結(jié)實(shí)與荔枝開花前后子房?jī)?nèi)高水平的生長(zhǎng)促進(jìn)類激素有關(guān)。另外，邱燕萍等[12]以糯米糍、淮枝、禾蝦串3種荔枝品種為材料研究了荔枝花期內(nèi)源激素平衡與單性結(jié)實(shí)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)花后3 d禾蝦串無(wú)核果生長(zhǎng)促進(jìn)類激素達(dá)到最高值，（IAA+GAs+CTK）/ABA（脫落酸）>=14.8，而大核品種淮枝的（IAA+GAs+CTK）/ABA<=1。由此可以看到，開花期相對(duì)高水平的生長(zhǎng)促進(jìn)類激素使禾蝦串單性結(jié)實(shí)子房順利進(jìn)入坐果期。李偉才等[13]以海南3種無(wú)核荔枝（A4號(hào)、13號(hào)、南島無(wú)核丁香）和大核荔枝紫娘喜為材料研究了謝花后果實(shí)發(fā)育過(guò)程中內(nèi)源激素的變化趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)謝花后14～21 d，3種無(wú)核荔枝果實(shí)中IAA的含量是紫娘喜的3倍；35 d時(shí)，紫娘喜果實(shí)中的IAA含量達(dá)最高值，為23 ng/g FW，IAA水平逐漸緩慢降低；而49 d時(shí)，3種無(wú)核荔枝果實(shí)中IAA含量均達(dá)到高峰值70.3 ng/g FW，約是紫娘喜最高值的3倍左右?？梢?，果實(shí)發(fā)育中后期高濃度的IAA是導(dǎo)致無(wú)核荔枝具備單性結(jié)實(shí)能力的主要原因，是果實(shí)無(wú)種胚但能繼續(xù)發(fā)育的源泉。

王碧青等[11]曾經(jīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）處理妃子笑和糯米糍品種未授粉的子房，結(jié)果在妃子笑上成功地獲得誘導(dǎo)性單性結(jié)實(shí)無(wú)核果；李再峰等[14]應(yīng)用雜環(huán)脲類細(xì)胞分裂素使無(wú)單性結(jié)實(shí)能力的桂味、廣良紅和妃子笑3個(gè)品種產(chǎn)生了部分單性結(jié)實(shí)無(wú)核果，從而進(jìn)一步證實(shí)激素能導(dǎo)致荔枝單性結(jié)實(shí)結(jié)無(wú)核果。

1.3 無(wú)核荔枝形成機(jī)理未來(lái)的研究重點(diǎn)和研究方向

由于大孢子發(fā)育異常導(dǎo)致卵細(xì)胞無(wú)法完成受精和單性結(jié)實(shí)是導(dǎo)致荔枝無(wú)核的主要原因，因此今后對(duì)無(wú)核荔枝無(wú)核機(jī)理的研究應(yīng)該著重從這兩個(gè)方面展開。重點(diǎn)放在胚囊發(fā)育期到果實(shí)發(fā)育早期，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期恰好是荔枝形成無(wú)核的關(guān)鍵期，大量的分子事件和細(xì)胞水平的變化發(fā)生在這個(gè)時(shí)期。有兩個(gè)問題必須闡明：究竟是什么基因突變、表達(dá)使大孢子敗育、受精無(wú)法完成？什么基因突變、表達(dá)使果實(shí)在沒有受精的前提下得以發(fā)育？本課題組研究者推測(cè)：可能是與生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等植物激素生物合成途徑、信號(hào)傳導(dǎo)途徑相關(guān)的基因發(fā)生了突變，導(dǎo)致開花前后子房?jī)?nèi)這些激素含量大幅提高，從而引起胚囊在發(fā)育過(guò)程中敗育、受精無(wú)法完成，種子無(wú)法形成，最后結(jié)無(wú)核果，行單性結(jié)實(shí)。當(dāng)然這只是一種猜測(cè)，還需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)，最終目的是闡明無(wú)核荔枝發(fā)生大孢子敗育、受精被阻和單性結(jié)實(shí)的分子途徑。

2 焦核荔枝

與無(wú)核荔枝相比，焦核荔枝胚囊內(nèi)的卵細(xì)胞完成了受精過(guò)程，但在胚胎發(fā)育過(guò)程中因受某種因素影響而中途敗育，形成的果實(shí)內(nèi)種子呈扁平空癟狀態(tài)，故而稱之為焦核荔枝。

2.1 焦核荔枝的種類

目前選育出來(lái)的焦核荔枝種類很多，國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道，表1列出已見報(bào)道的焦核荔枝的主要種類及其產(chǎn)地。

2.2 焦核荔枝形成機(jī)理的研究概況

為了解析焦核荔枝的形成機(jī)制，科技界主要從3個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究。

2.2.1 組織細(xì)胞水平的研究 通過(guò)對(duì)大核荔枝和焦核荔枝花后胚胎發(fā)育的顯微觀察發(fā)現(xiàn)焦核荔枝有3種情況：一種像糯米糍、桂味等品種，其卵細(xì)胞受精形成合子以后，部分合子不分裂，解體，沒有形成胚[46]；第二種像綠荷包，合子形成后，一部分合子分裂幾次就停止發(fā)育并解體，另一部分則發(fā)育到球形原胚至球形胚時(shí)停止發(fā)育[47-48]；第三種像蘭竹，其部分果實(shí)的胚發(fā)育到球形胚、心形胚時(shí)停止發(fā)育。可能由于合子或胚發(fā)生敗育，導(dǎo)致胚珠敗育、成熟種子敗育，最后形成焦核。

總結(jié)前人的研究結(jié)果，從細(xì)胞水平看，那么是什么原因引起荔枝胚珠中合子或胚敗育呢？可能有以下兩個(gè)原因：一是胚乳過(guò)早解體。荔枝受精后，初生胚乳核立即分裂形成多個(gè)游離核，花后20～30 d，游離核數(shù)量達(dá)到最多；花后50 d，全部解體被胚吸收，這是大核荔枝品種胚乳的解體時(shí)間。而焦核荔枝品種胚乳解體時(shí)間比較早，如糯米糍的胚乳核達(dá)26個(gè)左右即停止發(fā)育，逐漸解體；綠荷包在球形胚形成之前，大部分胚乳已干枯解體[49]。胚乳過(guò)早解體，使合子或胚發(fā)育失去營(yíng)養(yǎng)源，因而停止了發(fā)育[50]。二是胚在胚囊外發(fā)育。張健等發(fā)現(xiàn)綠荷包的胚在發(fā)育過(guò)程中，被胚柄細(xì)胞推出了珠孔，使之游離在內(nèi)、外珠被之間的空腔里。這種胚在胚囊外發(fā)育的畸變現(xiàn)象使胚不能獲得發(fā)育所需的正常養(yǎng)分因而敗育[48]。

2.2.2 生理生化角度的研究 主要以大核荔枝和焦核荔枝的幼果、胚珠、幼胚、胚乳為材料測(cè)定內(nèi)源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物即內(nèi)源植物激素、多胺、酚類化合物和蛋白質(zhì)的含量，以研究上述生理指標(biāo)的差異是否與胚珠敗育、焦核形成有關(guān)。

（1）內(nèi)源植物激素與胚珠敗育、焦核形成的關(guān)系。1990年，葉明志等[47，51]率先以大核荔枝品種烏葉和焦核荔枝品種綠荷包的幼果為材料測(cè)定其內(nèi)源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物的含量變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在促進(jìn)物含量方面，綠荷包在合子期、球形胚期、魚雷胚至子葉胚期都低于烏葉；而抑制物的含量在合子期、心形胚期、魚雷胚至子葉胚期均高于烏葉。從這個(gè)結(jié)果可以看到內(nèi)源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物的水平與合子、幼胚及胚珠敗育都有關(guān)系。由于是用幼果作試驗(yàn)材料，且生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物的含量測(cè)定采用的是小麥芽鞘垂直生長(zhǎng)法，也許是擔(dān)心這種生物測(cè)定法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤差，2000年，陳偉等[52]又以烏葉和綠荷包的胚珠為材料采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測(cè)定了IAA、GA1+3、CTK和ABA的含量變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)綠荷包胚珠中ABA的含量在所測(cè)定的6個(gè)時(shí)期都高于烏葉，而IAA、GA1+3、CTK的含量在所有時(shí)期均低于烏葉，與葉明志的研究結(jié)果相似。與此同時(shí)，陳偉[53]還以部分焦核型品種蘭竹荔枝的正常發(fā)育胚珠和敗育胚珠為材料， 研究了胚胎發(fā)育與內(nèi)源激素的關(guān)系，得到的結(jié)果也類似：在胚胎敗育期，敗育胚珠中IAA 和GA1+3的含量都降至最低點(diǎn)，CTK的含量明顯低于正常胚珠；而ABA的含量則明顯高于正常胚珠。另外發(fā)現(xiàn)敗育胚珠中ABA/IAA+GA1+3與ABA/CTK兩個(gè)比值顯著高于正常胚珠[52-53]。以上結(jié)果說(shuō)明在胚胎發(fā)育進(jìn)程中高的生長(zhǎng)抑制物質(zhì)與低的生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)使植物內(nèi)源激素的平衡失調(diào)，進(jìn)而使合子、幼胚及胚珠敗育，形成焦核。

不過(guò)，張以順等[54]以另外兩個(gè)荔枝品種——焦核荔枝品種糯米糍與大核荔枝品種懷枝的幼胚及胚乳為材料測(cè)定內(nèi)源激素的含量變化，得到的結(jié)果略有不同。發(fā)現(xiàn)糯米糍幼胚及胚乳中的IAA、GAs含量低于懷枝，CTK含量卻顯著高于懷枝；在花后10 d的時(shí)候，ABA含量低于懷枝，而隨著胚胎的發(fā)育進(jìn)程，糯米糍幼胚及胚乳中的ABA含量均表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，尤其是在幼胚內(nèi)表現(xiàn)最為顯著，升幅高達(dá)4.5倍；而同期懷枝幼胚內(nèi)的ABA含量呈下降趨勢(shì)。由此認(rèn)為，焦核荔枝品種幼胚中的ABA急劇上升改變了生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)與生長(zhǎng)抑制物質(zhì)的正常配比，是導(dǎo)致其胚敗育的一個(gè)重要原因。

（2）多胺與胚珠敗育、焦核形成的關(guān)系。陳偉等[55]曾經(jīng)以烏葉、綠荷包以及蘭竹的正常胚珠與敗育胚珠為材料測(cè)定了3種多胺含量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)正常發(fā)育的胚珠中腐胺（Put）、亞精胺（Spd）和精胺（Spm）的含量在極核分裂、合子分裂、球形胚、心形胚、魚雷胚和子葉胚發(fā)育階段均高于敗育胚珠；并且綠荷包敗育胚珠的多胺含量從合子期開始急劇下降，蘭竹敗育胚珠的多胺含量從球形胚期開始急劇下降，其下降速度顯著大于正常胚珠。這與形態(tài)學(xué)上觀察到的綠荷包胚珠從合子期開始敗育， 蘭竹焦核荔枝的胚珠從球形胚期開始敗育，而烏葉胚珠正常發(fā)育的結(jié)果是一致的。說(shuō)明低的多胺水平也會(huì)導(dǎo)致合子、幼胚及胚珠敗育，從而形成焦核。

（3）酚類物質(zhì)與胚珠敗育、焦核形成的關(guān)系。 陳偉等[56]研究發(fā)現(xiàn)綠荷包和蘭竹的敗育胚珠中有一種酚類抑制物質(zhì)含量很高，與烏葉、蘭竹的正常胚珠相比，其差異達(dá)極顯著水平，經(jīng)鑒定這種物質(zhì)是對(duì)羥基苯甲酸（p-HBA）；同時(shí)發(fā)現(xiàn)敗育胚珠中IAA氧化酶活性也顯著高于正常胚珠， 而IAA水平則明顯低于正常胚珠。因此認(rèn)為，高含量的p-HBA是通過(guò)促進(jìn)IAA側(cè)鏈的氧化進(jìn)而影響生長(zhǎng)促進(jìn)物質(zhì)和抑制物質(zhì)的平衡最終使荔枝胚珠發(fā)生敗育、形成焦核的。

也許是所用的試驗(yàn)材料不一樣，張以順等[54]的研究結(jié)果不盡相同。他們發(fā)現(xiàn)：焦核品種桂味和糯米糍幼胚中的多酚類物質(zhì)含量略低于大核品種黑葉和懷枝，而胚乳中的多酚類物質(zhì)含量顯著高于大核品種。這樣一來(lái)桂味和糯米糍的胚乳過(guò)早敗育、解體，幼胚因?yàn)榈貌坏脚呷樘峁┑酿B(yǎng)分因而發(fā)育受到抑制。

（4）蛋白質(zhì)與胚珠敗育、焦核形成的關(guān)系。 張以順等[54]研究發(fā)現(xiàn)：焦核荔枝品種桂味和糯米糍的胚及胚乳中可溶性蛋白質(zhì)含量顯著低于大核品種黑葉和懷枝，說(shuō)明焦核荔枝品種的幼胚和胚乳中蛋白質(zhì)的合成和積累受到了明顯抑制。由此推測(cè)焦核荔枝品種的幼胚和胚乳中很多基因的表達(dá)都受到了抑制，而這顯然與其胚珠敗育、焦核形成有關(guān)。

2.2.3 分子水平的研究 2002年，劉成明等[57]對(duì)荔枝品種三月紅、懷枝和它們的9個(gè)自然焦核突變體進(jìn)行隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA標(biāo)記（RAPD）分析，經(jīng)500個(gè)隨機(jī)引物的篩選， 發(fā)現(xiàn)僅1個(gè)引物OPL-12 能在原品種與突變體間擴(kuò)增出多態(tài)性片段， 其中2個(gè)焦核懷枝的特異片段大小為1 645 bp， 而另外4個(gè)焦核三月紅的特異片段大小為722 bp， 初步認(rèn)為這兩條特異片段可能與荔枝的焦核基因相關(guān)。但同時(shí)發(fā)現(xiàn)另外三個(gè)焦核突變體并沒有出現(xiàn)這兩條特異帶，推測(cè)可能還存在著其它控制荔枝焦核性狀的基因。

2004年，張以順[58-59]以‘桂味荔枝的正常發(fā)育胚珠和敗育胚珠為材料采用抑制消減雜交技術(shù)分離到3個(gè)在敗育胚珠中特異表達(dá)的基因片段，經(jīng)Blast同源性比對(duì)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)基因片段與泛素結(jié)合酶基因同源性較高，另外兩個(gè)基因片段與S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因同源性較高。經(jīng)分析，S -腺苷甲硫氨酸合成酶基因編碼S-腺苷甲硫氨酸合成酶，以催化甲硫氨酸和三磷酸腺苷（ATP）反應(yīng)生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）。在生物學(xué)上，SAM是多胺和乙烯合成的前體， 而多胺和乙烯的生物合成與植物胚胎的發(fā)育密切相關(guān)， 因此推測(cè)， S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因在荔枝敗育胚珠中大量表達(dá)可能參與了其體內(nèi)乙烯合成的調(diào)控， 從而導(dǎo)致荔枝胚胎敗育。當(dāng)然這只是推測(cè)，還沒有通過(guò)功能鑒定證明這一點(diǎn)。而泛素結(jié)合酶基因是否與植物的胚胎敗育有關(guān)，同樣也缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)。

2.3 焦核荔枝的誘導(dǎo)

由于內(nèi)源植物激素能引起荔枝合子或胚早期敗育，促使人們想到用外源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)處理大核荔枝品種以誘導(dǎo)焦核荔枝，這方面已有一些成功的報(bào)道。最早是1984年，邱似德等[60]應(yīng)用1.0～1.5 g/L的青鮮素（MH）于花后7-13 d 噴果成功獲得淮枝品種的焦核果，焦核率達(dá)73%。1998年，刁森標(biāo)等[61]報(bào)道用濃度為1 000～2 000 μg/mL的青鮮素處理淮枝，焦核率達(dá)到97.6%～100%。2002年，向旭等[60]報(bào)道用MH（0.8 g/L）+β-萘氧乙酸（BNOA， 30 mg/L）處理‘雪懷子，于雌花謝后15、25 d連續(xù)噴果2次，獲得焦核率達(dá)87.5%的優(yōu)質(zhì)果實(shí)。2013年，李冬波等[15]用MH（800 mg/L）+2，4-D（5 mg/L）處理大核品種‘黑葉和部分焦核品種‘靈山香荔，使靈山香荔的焦核率由50%提高到了89.77%，而黑葉的焦核誘導(dǎo)率只有8.79%，盡管如此，黑葉大核種子質(zhì)量降低了20%以上。總之，經(jīng)過(guò)多年研究證明，青鮮素能夠誘導(dǎo)荔枝胚早期敗育，從而形成焦核荔枝，但是它單獨(dú)使用、使用濃度過(guò)高、使用次數(shù)超過(guò)兩次，焦核率雖然提高了，但是果實(shí)偏小，沒有商業(yè)價(jià)值并且還會(huì)引起落果。而將青鮮素與其它植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑搭配使用，青鮮素使用的濃度、次數(shù)低一點(diǎn)，能夠獲得具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的焦核荔枝果。當(dāng)然，荔枝品種不同，其焦核率的誘導(dǎo)效果也會(huì)不同。

2.4 焦核荔枝焦核機(jī)理未來(lái)的研究重點(diǎn)和研究方向

從上面的敘述可以看到，過(guò)去對(duì)荔枝焦核機(jī)理的研究多集中于組織細(xì)胞水平和生理生化角度，分子水平的研究不多。由于合子或胚早期敗育是導(dǎo)致荔枝形成焦核的主要原因，因此今后對(duì)焦核荔枝焦核機(jī)理的研究應(yīng)該著重于合子期到心形胚期，包括胚乳核分裂期、合子分裂期、球形胚期和心形胚期，焦核荔枝敗育就發(fā)生在這幾個(gè)時(shí)期?？梢酝ㄟ^(guò)激光顯微切割技術(shù)分離大核荔枝品種正常發(fā)育胚珠和焦核荔枝品種敗育胚珠中的合子、胚乳核、球形原胚和球形胚，然后通過(guò)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)合熒光定量PCR獲得正常分裂的合子與不分裂的合子之間、正常分裂的胚乳核與不分裂的胚乳核之間、正常分裂的球形原胚與不分裂的球形原胚之間、正常分裂的球形胚與不分裂的球形胚之間差異表達(dá)的基因，以便從分子水平上闡明究竟是哪些基因突變或異常表達(dá)使合子分裂受阻、使胚乳過(guò)早解體，使球形胚、心形胚形成受阻。另外，對(duì)于部分焦核型荔枝品種的形成機(jī)理也要加大研究力度，為什么同一棵荔枝樹上只有一部分果實(shí)形成焦核？究竟是溫度等環(huán)境因素引起的還是基因突變引起的？對(duì)上述問題的研究將從根本上解決荔枝生產(chǎn)實(shí)踐上普遍存在的焦核荔枝焦核率不穩(wěn)定的問題，從而提高焦核荔枝的商品價(jià)值。

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