钙缺乏条件下细胞壁松弛蛋白(XTH/expansin)局部分布导致番茄果实心室早期不规则膨大的机制研究

为解决钙缺乏如何影响番茄果实早期发育的问题，研究人员聚焦花后1-5天关键窗口期，通过组织化学和免疫组化技术揭示了XTH（木葡聚糖内转糖基酶/水解酶）与expansin（扩展蛋白）的异常分布模式。研究发现缺钙果实中纤维素提前积累而果胶减少，细胞壁松弛蛋白呈现局部聚集而非均匀分布，最终导致心室膨大不均和圆形度下降，为阐明缺钙性脐腐病的发生机制提供了新视角。

　　

番茄果实发育早期（花后1-5天）的快速膨大过程对钙离子极为敏感。有趣的是，在缺钙条件下，果实心室会出现"此起彼伏"的不规则膨大现象，就像被调皮孩童捏变形的气球。通过显微观察发现，正常果实中负责"松绑"细胞壁的"分子剪刀"——木葡聚糖内转糖基酶/水解酶(XTH)和扩展蛋白(expansin)均匀分布，而缺钙果实中这些蛋白却像听到错误指令的士兵，在特定区域扎堆聚集。

更精妙的是，缺钙改变了细胞壁建筑材料的配比：纤维素过早堆积形成"钢筋骨架"，而果胶这种"水泥"材料却供应不足。这种时空错乱的建筑材料配送，加上XTH/expansin蛋白的"罢工式"分布，最终导致心室壁像施工质量不过关的房屋，出现凹凸不平的畸形发育。该发现为解析钙元素如何通过调控细胞壁重构"施工队"来保证果实完美造型提供了分子蓝图。