外源褪黑素通过激素信号通路调控猕猴桃生长发育及品质的分子机制

为解决猕猴桃果实偏小、品质调控依赖化学激素等问题，研究人员开展外源褪黑素(MT)对'金艳'猕猴桃发育的影响研究。结果表明，200 μM MT处理显著增加果实纵横径、单果重量及可溶性糖含量，下调淀粉合成基因并激活植物激素(6BA、ZT、GA3)信号通路，为绿色替代CPPU生长调节剂提供理论依据。

　　

猕猴桃作为20世纪成功驯化的四大水果之一，凭借其超高维生素C含量（每100克含62-400毫克）和丰富的膳食纤维，被誉为"维C之王"。然而，果实偏小一直是制约其市场竞争力的关键因素。目前种植中常使用氯吡脲(CPPU)等化学调节剂增大果实，但存在残留毒性和贮藏性下降的风险。寻找安全有效的替代方案成为产业迫切需求。褪黑素(MT)作为一种新型植物激素，虽在草莓、桃子等水果中显示出延缓衰老、提升营养的作用，但其调控猕猴桃发育的机制尚属空白。

四川农业大学的研究团队以'金艳'猕猴桃为材料，在果实膨大期喷施50-200 μM梯度浓度的MT溶液，通过表型测量、转录组测序和加权共表达网络分析(WGCNA)等技术，系统解析了MT影响果实发育的分子机制。研究发现，200 μM MT处理使单果重量显著增加，可溶性糖含量提升而可滴定酸下降。转录组分析揭示差异基因主要富集于植物激素信号和淀粉-蔗糖代谢通路，淀粉降解基因AcBAMs和蔗糖合成基因AcSPSs、AcSUS4表达上调，伴随淀粉含量下降和蔗糖/果糖/葡萄糖积累。激素检测显示细胞分裂素(6BA)、玉米素(ZT)和赤霉素(GA₃)含量显著增加，表明MT通过协调多激素网络促进果实膨大。研究最终筛选出4个结构基因和2个转录因子作为MT调控的关键靶点。

关键技术包括：1) 田间试验设计（7年生'金艳'猕猴桃树，5组浓度处理）；2) 果实形态与生理指标测定（纵横径、单果重、糖酸比）；3) RNA-seq转录组分析；4) 激素含量检测（ELISA法）；5) WGCNA共表达网络构建。

【植物材料与处理】部分显示，MT处理组果实纵横径和单果重均显著高于对照，200 μM处理效果最显著，成熟期单果重比对照增加23.5%。

【褪黑素对果实发育的影响】结果表明，MT通过激活淀粉降解途径（AcBAM3表达量上调4.1倍）和蔗糖合成途径（AcSUS4表达量上调3.8倍），将光合产物转化为可溶性糖，显著提升果实甜度（糖酸比增加37%）。

【讨论】部分强调，MT不同于CPPU的单一路径调控，其通过多靶点协调IAA、GA和CTK信号网络，既能增大果实体量又可改善风味品质。该研究为猕猴桃绿色种植提供新策略，论文发表于《Plant Phenomics》。

研究结论指出，外源MT通过三重机制优化猕猴桃品质：1) 上调AcBAMs促进淀粉降解；2) 激活AcSPSs/AcSUS4加速蔗糖合成；3) 协调6BA-ZT-GA₃激素级联反应。这种"代谢-激素"双轨调控模式，为开发无残留的果实品质改良剂奠定理论基础，对推动猕猴桃产业可持续发展具有重要意义。