1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）调控苹果短枝乙烯释放与果实脱落的机制及其在疏果中的应用

为解决苹果隔年结果（biennial bearing）导致的产量波动问题，研究人员通过系统研究1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）作为新型疏果剂的时效性、浓度效应及器官特异性响应。研究发现，ACC（200-400 mg L-1）在果实直径6-20 mm时通过诱导乙烯释放峰值（喷施后5小时）显著促进脱果（保留率从61%降至27%），且叶片乙烯贡献不可忽视。该研究为精准疏果提供了理论依据，发表于《Journal of Plant Growth Regulation》。

　　

苹果产业长期面临隔年结果（biennial bearing）的困扰——丰产年果实小而廉价，歉收年果少但过大，两者均降低经济效益。传统疏果手段如人工疏果成本高昂，化学疏果剂如乙烯利（ethephon）易受环境干扰，效果不稳定。1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）作为乙烯（ethylene）的直接前体，近年被视为潜力替代品，但其作用机制与适用条件尚不明确。

为解决这一问题，德国汉诺威莱布尼茨大学（Leibniz University Hanover）的Elsa Culemann团队通过田间与温室实验，系统探究了ACC诱导乙烯释放的动态规律及其与果实脱落的关联。研究发现，ACC喷施后乙烯释放呈典型脉冲式响应：峰值出现在处理后5小时，32天后恢复至基线水平。关键的是，疏果效果与果实发育阶段紧密相关——仅在果实直径6-20 mm（盛花后16-47天）时喷施有效，此时ACC通过激活果实（而非叶片或果柄）的乙烯合成通路，触发离层形成。

研究采用三大关键技术：1）时空动态监测（盛花后不同天数喷施，持续追踪乙烯释放与脱落率）；2）器官特异性处理（通过隔离袋选择性喷施果实或叶片）；3）多品种验证（覆盖‘Gala’‘Golden Delicious’等6个栽培种）。实验设计严谨，如乙烯测定采用4小时密闭孵育结合气相色谱（GC-FID），数据标准化为单枝或单位鲜重排放量。

发育阶段决定响应阈值
果实直径8-32 mm时ACC诱导的乙烯释放量最大（图3b），但疏果仅在小果期（<20 mm）显著（图3c）。大果期（>20 mm）因ACC氧化酶活性下降导致响应缺失。

器官特异性响应
果实贡献了主要乙烯（87 nl g FW^-1 h^-1），叶片次之（17 nl g FW^-1 h^-1），果柄几乎无贡献（表1）。选择性喷施实验表明，仅处理果实即可诱导脱落，但叶片处理在‘Golden Delicious’中意外有效（表3），暗示气态乙烯扩散或ACC转运的可能作用。

浓度梯度效应
200 mg L^-1 ACC为最小有效剂量，400 mg L^-1时脱落率最高（图4d）。乙烯释放量与ACC浓度呈线性关系（R²=0.77），且全枝乙烯量为果实与叶片之和（图4a插图）。

制剂优化潜力
添加表面活性剂Plantacare可使乙烯产量提升53%（表5），而ACC与NAA（1-萘乙酸）联用增效显著（表6），为复合制剂开发提供方向。

该研究首次阐明ACC通过时空特异性调控乙烯合成实现精准疏果，其效果稳定且受环境干扰小。实践上，推荐盛花后3周（果实直径≈10 mm）喷施200 mg L^-1 ACC，配合表面活性剂以提升效率。理论上，发现叶片乙烯对脱落的潜在贡献，为离层激活机制提供新视角。论文发表于《Journal of Plant Growth Regulation》，为苹果产业可持续生产提供了革新性解决方案。