中国典型柚产区磷肥减施通过代谢重编程提升果实品质的机制研究

为解决中国柚产区长期过量施磷(P)引发的环境问题，来自国内的研究团队开展了一项为期2年的田间试验。通过设置1.67 kg P plant?1(P0)、0.85 kg P plant?1(P1)和0 kg P plant?1(P2)三种处理，发现减磷50%可使番茄红素和维生素C含量分别提升17.94%和46.43%，并揭示了PSY/PDS/ZISO/ZDS等基因上调与LCYB下调的分子机制，为优质柚果生产与环境保护协同发展提供了新策略。

　　

中国作为全球最大的柚子生产国，长期过量施用磷肥(P)已造成严峻环境压力。一项针对8年生琯溪蜜柚的田间试验设置了三种磷处理：常规施磷量1.67 kg P plant^?1(P0)、减量50%的0.85 kg P plant^?1(P1)和零施磷(P2)，采用随机区组设计重复9次。研究发现，P1处理果实中番茄红素(lycopene)和维生素C含量分别显著增加17.94%和46.43%。分子层面显示，番茄红素生物合成关键基因PSY(八氢番茄红素合成酶)、PDS(八氢番茄红素脱饱和酶)、ZISO(ζ-胡萝卜素异构酶)和ZDS(ζ-胡萝卜素脱饱和酶)表达上调，而催化其转化的LCYB(番茄红素β-环化酶)基因表达受抑。维生素C合成通路中GMP(GDP-甘露糖焦磷酸化酶)、GME(GDP-甘露糖-3,5-表异构酶)等7个基因也呈现协同激活。代谢组分析揭示，差异积累的初生代谢物39.34–42.59%为有机酸及其衍生物，次生代谢物则以芹菜素(apigenin)和新橙皮苷(neoeriocitrin)为主。该研究不仅阐明了减磷促进柚果品质提升的代谢重塑机制，更为平衡果树营养管理与生态环境安全提供了科学范式。