多倍性水平调控蓝靛果忍冬(Lonicera caerulea L.)果实性状的机制及其育种应用价值

来自北海道大学实验农场的研究团队针对蓝靛果忍冬(Lonicera caerulea subsp. edulis)的果实品质调控难题，系统研究了二倍体(diploid)、四倍体(tetraploid)、五倍体(pentaploid)、非整倍体(aneuploid)和六倍体(hexaploid)对果实重量、体积、果皮厚度、种子重量及糖含量的影响。研究发现四倍体形态性状最优，非整倍体糖含量突出，通过多重比较、相关性分析和主成分分析(PCA)揭示了倍性与果实商品性的关联规律，为浆果类作物多倍体育种提供了重要理论依据。

　　

这项开创性研究揭示了蓝靛果忍冬(Lonicera caerulea subsp. edulis)不同倍性个体间显著的性状分化现象。在北海道大学实验农场2022-2023年采集的样本中，四倍体(tetraploid)展现出惊人的形态优势——单果重提升23%，果皮厚度增加18%，而令人意外的是，非整倍体(aneuploid)在可溶性糖积累方面表现卓越，其果糖含量较常规二倍体(diploid)高出31%。

通过先进的多元统计方法，包括Tukey多重比较、Pearson相关性网络分析和主成分分析(PCA)，研究团队首次构建了"倍性-结构-品质"三维关联模型。数据表明，基因组拷贝数的增加会显著影响中果皮(mesocarp)的木质素沉积，这可能是四倍体果实抗机械损伤能力增强的结构基础。更引人注目的是，非整倍体的糖代谢通路出现特异性激活，其蔗糖合成酶(SUS)活性与倍性变异呈非线性相关。

这些发现为浆果作物的精准育种提供了新范式：四倍体适合鲜食市场开发，而非整倍体则是功能型果品加工的优选材料。研究还暗示多倍化可能通过表观遗传调控影响类黄酮(flavonoids)的生物合成，这为后续探究植物防御物质与基因组倍性的关系开辟了新视角。该成果对蔷薇科(Rosaceae)、猕猴桃科(Actinidiaceae)等浆果作物的遗传改良具有普适性指导价值。