植物生长调节剂2,4-D诱导猕猴桃单性结实及提升果实品质的机制研究

本研究针对猕猴桃(Actinidia chinensis)雌株依赖授粉的产业瓶颈，通过外源施加2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)成功诱导'东红'猕猴桃单性结实(parthenocarpy)，使坐果率达16.95%。研究发现2,4-D处理显著改变花粉形态并导致胚珠退化，成熟果实糖酸比提升至1.03（对照0.6），但种子丧失萌发能力。该技术为无授粉栽培体系建立提供新思路，对减少花粉传播病害和加工产业具有重要价值。

　　

在猕猴桃产业中，雌株必须依赖雄株授粉才能结果的生物学特性，犹如一道天然的"性别屏障"。这种生殖策略不仅导致果园需预留20%面积种植低经济价值的雄株，更使栽培过程面临极端天气导致授粉失败、花粉传播病毒（如树莓丛矮病毒RBDV）等风险。传统人工授粉方式每亩需投入5-8个工时，而携带病毒的 pollen（花粉）还可能引发"松散果"等品质问题。面对这些产业痛点，中国科学院武汉植物园国家猕猴桃种质资源库的研究人员独辟蹊径，尝试用植物生长调节剂打破猕猴桃的"生殖枷锁"。

这项发表在《BMC Plant Biology》的研究，首次系统解析了合成生长素类似物2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)诱导'东红'猕猴桃单性结实的生理机制。研究人员采用0.5 mg/L 2,4-D处理花蕾，通过扫描电镜观察花粉超微结构，结合石蜡切片追踪胚珠发育，并运用高效液相色谱(HPLC)定量果实糖酸组分。动态监测从花蕾期(F1)至成熟期(140 DAF)的果实表型参数，最后通过种子萌发实验验证繁殖能力。

花粉形态与活力分析

扫描电镜显示2,4-D处理组花粉在极面观呈三裂圆形，但赤道面观近球形，与正常雄花的长圆形花粉显著不同。活力检测发现处理组花粉完全丧失萌发能力，而对照组的萌发率达43.12%。

花器官发育观察

石蜡切片揭示关键转折：2,4-D处理3天后，胚珠开始从胎座脱落，而授粉组胚珠正常发育。处理组子房壁厚度达1500 μm，显著厚于对照组，细胞横截面积增大但无统计学差异。

果实发育动态

至成熟期(140 DAF)，处理组果实单果重较授粉组降低13%，但横径、纵径等形态参数无显著差异。质地分析显示处理组果皮硬度和核心硬度分别降低18%和22%，而果肉脆度保持稳定。

品质指标突破

HPLC检测发现处理组总糖含量达18.59 g/kg，其中果糖占比提升2 g/kg；有机酸含量18.10 g/kg，使糖酸比突破1.03（对照0.6）。但干物质含量降低4个百分点，可能与种子败育有关。

种子繁殖能力

萌发实验显示处理组种子全部霉变，发芽率为0%，证实2,4-D彻底阻断胚胎形成。

这项研究建立了首个猕猴桃化学诱导单性结实的技术体系，其创新性体现在三方面：首先，0.5 mg/L 2,4-D处理实现16.95%坐果率，为无授粉果园建设提供可能；其次，明确糖酸比提升的代谢基础，证明单性结实果实具有更佳风味品质；最后，揭示生长素通过加厚子房壁促进果实发育，同时诱导胚珠退化的双重机制。该技术可减少30%人工授粉成本，在预防花粉传播病害和种子干扰加工（如果酒发酵中种子脂质氧化产生异味）方面具有独特优势。未来研究可进一步优化环境因子（光温湿度）与激素的协同调控，推动猕猴桃产业向轻简化、高品质方向发展。