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为优化李属（Prunus）果实生产，研究人员分析其果实发育分子基础，成果对育种意义重大。
在水果的世界里，李属果实凭借独特的口感和丰富的营养深受人们喜爱，像桃子、杏子、樱桃等，它们不仅是夏日里的美味，还富含抗氧化和抗炎成分，对健康益处多多。然而，在全球气候变暖的大背景下，李属果实的生产面临着诸多挑战。要想保证果实的稳定供应和优良品质，就必须优化果实的成熟时间，提升果实的大小、硬度、色泽、酸度和可溶性固形物含量等关键指标。但目前，人们对李属果实从开花到成熟过程中的分子调控机制知之甚少，这就像在黑暗中摸索，阻碍了果实品质的改良和生产效率的提升。
为了揭开李属果实发育的神秘面纱，来自西班牙和智利等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Plant Molecular Biology Reporter》杂志上，为李属果实的育种和生产提供了关键的理论支持。
在研究方法上，研究人员主要运用了以下几种关键技术：一是 QTL 定位技术，通过遗传和统计方法确定与果实性状相关的 DNA 区域；二是 RNA 测序技术（RNA-Seq），用于分析基因表达模式，挖掘与果实发育相关的基因；三是代谢组学技术，对果实发育过程中的代谢物进行定量和定性分析，了解果实品质形成的代谢基础；四是表观遗传学研究方法，如 epi-GBS 技术，探究 DNA 甲基化等表观遗传修饰对果实发育的影响。
研究结果如下：
- 植物激素信号调控果实发育：李属果实多为呼吸跃变型果实（除樱桃外），乙烯在果实成熟和软化过程中起着关键的调控作用。在果实发育的早期 S1 阶段和成熟末期 S4 阶段，乙烯浓度较高，且与 1 - 氨基环丙烷 - 1 - 羧酸氧化酶（ACO）的活性呈正相关。除乙烯外，脱落酸（ABA）影响果实中糖和花青素的积累，在果实软化过程中含量增加。生长素（auxin）、赤霉素（GA）和细胞分裂素等在果实发育初期也发挥着重要作用，例如，生长素可调节果实坐果和细胞分裂，赤霉素维持果实生长12。
- 基因组学基础揭示果实性状遗传因素：通过 QTL 定位，研究人员发现了多个与果实重量、大小、发育周期、可溶性固形物含量等性状相关的基因组区域。例如，在杏、樱桃和桃中，果实重量的 QTLs 分布在 LG1、LG2 等多个连锁群上；桃果实大小与 36 个 QTLs 相关，涉及 7100 个基因。此外，在不同李属物种中，LG1 和 LG4 上的 QTLs 对果实品质性状至关重要34。
- 表观遗传修饰影响果实发育进程：在李属果实的早期发育过程中，DNA 甲基化和组蛋白修饰等表观遗传机制对基因表达调控起着重要作用。例如，DNA 甲基化模式影响桃子、樱桃和李子的休眠和花发育过程；在果实发育和成熟过程中，DNA 甲基化水平的变化与果实颜色、风味物质积累等相关。组蛋白修饰如 H3K27me3 的去除，与果实成熟过程中某些基因的表达增加有关56。
- 转录组学分析挖掘果实发育关键基因：转录组学研究发现了许多与李属果实发育相关的基因和通路。如在日本李的研究中，发现不同花粉源影响果实发育和成熟，相关差异表达基因（DEGs）涉及植物激素信号转导、淀粉 / 蔗糖代谢等途径。此外，比较转录组学研究揭示了杏和桃在果实发育过程中的基因表达异同，为理解果实发育的遗传机制提供了线索78。
- 代谢组学剖析果实品质形成的代谢基础：代谢组学研究表明，李属果实发育过程中，代谢物谱发生显著变化，涉及糖、有机酸、类黄酮和类胡萝卜素等多种物质的积累和转化。通过整合转录组学和代谢组学分析，进一步揭示了果实发育过程中基因表达与代谢变化的关联，有助于深入理解果实品质形成的分子机制910。
研究结论和讨论部分指出，李属果实发育是一个高度复杂且精细调控的过程，受到遗传因素、植物激素和外部环境的共同影响。S2 阶段（硬核期）在果实发育中起着关键作用，与果实的最终发育周期密切相关。LG1 和 LG4 是与果实发育周期相关的重要 QTLs 所在区域。转录组学结果与基因组学结果相互印证，进一步明确了基因与果实发育过程的紧密联系。此外，表观遗传机制在果实发育中的作用也逐渐清晰。这些研究成果为李属果实的遗传改良和育种提供了重要的理论依据，有助于培育出适应气候变化、品质更优的李属果实品种，对推动李属果实产业的可持续发展具有重要意义。
