探究花粉粒对杏仁核仁褐变影响：解锁品质调控新密码

研究人员为探究花粉粒对杏仁核仁褐变影响，开展相关研究，发现关键基因和酶，为褐变调控提供依据。

　　杏仁，这种常见的坚果，不仅口感香脆，还富含多种营养成分，深受人们喜爱。然而，在杏仁的生产过程中，核仁褐变问题却一直困扰着种植者和相关产业。核仁褐变不仅影响杏仁的外观，降低其商品价值，还可能对其口感和营养价值产生负面影响。目前，对于杏仁核仁褐变的机制，尤其是花粉粒在这一过程中所起的作用，人们了解得还十分有限。为了深入探究这一问题，来自伊朗 Shahrekord 大学的研究人员 Fatemeh Sarami、Behrouz Shiran 等人开展了一系列研究，相关成果发表在《Heliyon》杂志上。

此次研究具有重要意义，它有助于揭示杏仁核仁褐变的分子机制，为提高杏仁品质提供理论依据，有望为杏仁种植和加工产业带来新的突破。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是采用随机完全区组设计（RCBD），对 4 种不同杏仁品种进行杂交实验，设置 6 种处理，研究花粉粒对杏仁核仁的影响；二是利用生物信息学分析，通过基因本体论和京都基因与基因组百科全书（KEGG）等工具，挖掘与杏仁核仁褐变相关的基因；三是运用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）技术，检测不同杂交组合和种子发育阶段相关基因的表达水平 。

研究结果如下：

• 颜色分析：研究人员依据 CIElab 标准，对不同杂交组合的杏仁核仁颜色进行测量。结果发现，母本和父本因素对颜色影响显著。例如，‘Sefid’（♀）בOrientalis’（♂）（SO）组合的亮度（L*）值最低，为 45.32，而‘Pooya’（♀）בOrientalis’（♂）（PO）组合的亮度值最高，达到 60.13。红色度指数（a*）、黄色度指数（b*）以及颜色变化参数（ΔE）和棕色指数（BI）在不同杂交组合间也存在显著差异。这表明亲本因素对杏仁核仁的颜色形成有着重要作用。
• 酶活性检测：研究表明，苯丙氨酸解氨酶（PAL）和过氧化物酶（POD）的活性受杂交组合和发育阶段的交互影响。在授粉 109 天后，‘Pooya’（♀）בMamaee’（♂）（PM）、SO 和‘Pooya’（♀）בSefid’（♂）（PS）组合中 PAL 酶活性最高；而在种子成熟阶段，‘Sefid’（♀）בMamaee’（♂）（SM）组合中 POD 酶活性最高。这说明不同杂交组合在不同发育阶段，相关酶的活性变化不同，进而影响杏仁核仁的褐变过程。
• 基因表达模式分析：对过氧化物酶（per67）和分支酸变位酶（CM2）基因的表达研究发现，这两个基因的表达受父母本及其交互作用的影响。在颜色较深的 SM 和 SO 杂交组合中，CM2 基因表达较高；而 per67 基因在 SM 和 SO 组合中的表达高于‘Pooya’亲本品种。并且，这两个基因在种子发育的不同阶段表达水平也有所变化。这表明这些基因在杏仁核仁颜色形成过程中起着关键作用，且花粉粒来源会影响基因表达。
• 相关性分析：通过对颜色参数的相关性分析，发现 BI 与 ΔE、a呈强正相关，与 L呈高负相关。这意味着可以利用这些相关性来评估杏仁核仁的颜色和品质参数。

在研究结论与讨论部分，研究人员指出，颜色指数对于评估杏仁核仁品质具有重要意义。过氧化物酶等酶在杏仁核仁褐变过程中发挥着关键作用，它们参与酚类化合物的氧化，影响着杏仁的风味、香气以及营养价值。研究还发现，不同杏仁品种的遗传组成差异导致了核仁褐变程度的不同。例如，‘Pooya’母本品种在与其他品种杂交时，表现出较低的褐变指数和较高的亮度值。此外，花粉粒对种子特征，包括颜色、大小和重量等，有着显著影响，这种影响被称为 Xenia 和 Metaxenia 现象。研究人员推测，per67 基因可能参与细胞分裂或增殖过程，从而影响种子颜色。

综上所述，该研究通过多方面的实验和分析，深入探究了花粉粒对杏仁核仁褐变的影响，揭示了相关的分子和生理机制。这一研究成果为进一步研究杏仁品质调控提供了重要的理论基础，有助于种植者和相关产业采取针对性措施，减少杏仁核仁褐变，提高杏仁的品质和市场价值，对推动杏仁产业的发展具有重要意义。