乙烯抑制剂AVG与1-MCP调控'Ambrosia'和'富士'苹果采前落果、裂果及品质的分子机制研究

这篇研究通过多年度田间试验，系统评估了氨基乙氧基乙烯基甘氨酸（AVG）和1-甲基环丙烯（1-MCP）两种乙烯抑制剂对'Ambrosia'和'富士'苹果采前落果、裂果、乙烯生成及品质的影响。研究发现130 mg a.i. L?1 AVG能显著降低'Ambrosia'裂果率，并通过抑制MdACS1/MdACO1等乙烯合成基因延缓成熟，但会推迟果皮花青素积累；而150 mg a.i. L?1 1-MCP则通过调控MdETR/MdCTR1等受体基因发挥中间效应。研究为中东海岸产区苹果栽培提供了精准的植物生长调节剂使用方案。

　　

1 引言

苹果产业面临采前落果和裂果导致的重大经济损失，尤其在'Ambrosia'和'富士'等主栽品种中更为突出。乙烯作为关键植物激素，通过调控果实成熟、离区形成和细胞壁代谢参与这些过程。氨基乙氧基乙烯基甘氨酸（AVG）通过抑制1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶（ACS）阻断乙烯合成，而1-甲基环丙烯（1-MCP）则通过竞争性结合乙烯受体（ETR/ERS）抑制信号传导。然而，针对中东海岸气候条件下两种调节剂的时效性和剂量效应缺乏系统研究。

2 材料与方法

研究在美国宾夕法尼亚州Aspers的果园进行，采用随机区组设计，设置130 mg a.i. L^?1 AVG（全剂量）、65 mg a.i. L^?1 AVG（半剂量）、150 mg a.i. L^?1 1-MCP及对照处理。在商业采收前1周（1WBCH）、采收时（CH）和采收后1周（CH + 1W）测定落果率、裂果率、乙烯生成量、理化指标及MdACS1/MdACO1等基因表达。

3 结果

3.1 'Ambrosia'品种

全剂量AVG使裂果率降低2.5倍，乙烯产量降至对照的1/3，并显著抑制MdACS1和MdACO1表达。1-MCP处理则使乙烯受体基因MdETR1表达量降低40%。值得注意的是，全剂量AVG使果实达到50%红晕覆盖的时间延迟1周，与花青素合成基因MdUFGT和MdMYB10表达受抑直接相关。

3.2 '富士'品种

乙烯抑制剂对落果无显著影响，但1-MCP使裂果率降低50%。全剂量AVG处理的果实淀粉指数（SPI）始终低于对照，可溶性固形物（SSC）降低15%，这与MdCTR1基因表达量减少60%的表现一致。

4 讨论

研究首次揭示AVG通过双重作用机制影响苹果品质：既直接抑制乙烯合成酶基因MdACS1，又间接下调花青素调控因子MdMYB10。1-MCP则通过稳定乙烯受体MdETR1蛋白延缓成熟进程。值得注意的是，'Ambrosia'对AVG响应更敏感，而'富士'受环境影响更大，这为品种特异性栽培策略提供了分子依据。研究建立的PCA模型显示，果实硬度与MdACO1表达呈强负相关（r=?0.95），为采前品质预测提供了新指标。

5 应用前景

该成果直接指导中东海岸产区优化PGR使用：对于易裂果的'Ambrosia'推荐采收前4周施用130 mg a.i. L^?1 AVG；而'富士'果园可采用150 mg a.i. L^?1 1-MCP平衡裂果控制与着色需求。后续研究将聚焦于采后贮藏期间的乙烯调控网络。