纳米氧化锌与二氧化钛喷雾增强荔枝果实着色的分子机制研究

为解决荔枝果实着色不均问题，研究人员通过叶面喷施ZnO(100 mg/L)和TiO2(50 mg/L)纳米颗粒(NPs)，发现其可显著提升妃子笑荔枝果皮着色率(ZnO NPs 63.4±9.5%，TiO2 NPs 70.4±8.8%)，并揭示其通过调控DFR、UFGT等花青素合成酶基因及MYB、bHLH等转录因子表达促进色素积累的分子机制，为改善荔枝外观品质提供新策略。

　　

在荔枝栽培领域，妃子笑(Litchi chinensis Sonn.)作为我国主栽品种，其果实着色不均问题严重影响商品价值。这项创新研究探索了纳米颗粒技术在改善果实色泽方面的应用潜力。

通过叶面喷施氧化锌(ZnO NPs)和二氧化钛(TiO₂ NPs)纳米颗粒，研究人员发现这些微小颗粒能显著提升果皮着色率。与对照组的53.3±9.2%相比，ZnO NPs处理组达到63.4±9.5%，而TiO₂ NPs组效果更佳，达到70.4±8.8%。

深入研究发现，这些纳米颗粒如同"基因开关"，能激活花青素合成通路的关键酶基因——二氢黄酮醇还原酶(DFR)和UDP-葡萄糖类黄酮3-O-葡萄糖基转移酶(UFGT)。同时，它们还上调了调控花青素合成的"指挥家"转录因子家族，包括MYB、bHLH、WD40和NAC等。

有趣的是，两种纳米颗粒展现出不同的"工作方式"。ZnO NPs像"营养搬运工"，通过上调镁(Mg)和锌(Zn)转运蛋白基因表达，促进这些金属元素在果皮中积累。而TiO₂ NPs则扮演"硫代谢调节者"角色，通过下调硫转运蛋白基因SULTR3;4的表达，降低果皮硫(S)含量。

这些元素变化共同构建了有利于花青素合成的微环境。ZnO NPs处理促进花青素Cy3R和辅助色素表儿茶素(EC)、芦丁的积累；TiO₂ NPs则通过降低硫含量，同时增加Cy3R和前花青素B2(PC B2)、槲皮素-3-O-葡萄糖苷(Qu3G)、阿魏酸和山奈酚-3-O-葡萄糖苷(Ka3G)等辅助色素来增强着色效果。

这项研究不仅揭示了纳米颗粒调控果实着色的分子机制，更为农业生产提供了一种环境友好的品质改良方法，展现出纳米农业技术的广阔应用前景。