無核棗的形成與果皮木質素的積累有關

近日，河北農業大學園藝學院劉孟軍教授課題組完成的研究在《農業科學學報(英文)》 (Journal of Integrative Agriculture，JIA)正式發表。該研究以無核品質‘無核豐’及其芽變材料‘無核豐變有核’（簡稱‘有核’）和‘大果無核’為試材，對棗果核發育的機制進行了研究。研究發現，‘有核’品種中棗內果皮木質素的含量遠高于兩個無核品種，說明內果皮木質素的積累是棗果核形成的關鍵。

三個棗果品種果實內的木質素沉淀。JIA供圖

棗樹（Ziziphus jujuba Mill.）為鼠李科棗屬植物，是我國原產重要果樹和第一大干果。果核是棗果實的重要組成部分，但其存在給食用和加工帶來不便，且存在安全隱患。無核棗是指果核（木質化的內果皮）嚴重退化、只剩下果核膜的棗果，整個果實幾乎100%可以食用。無核棗無需吐核或去核，食用和加工方便、安全性高，具有廣闊的市場前景。然而目前為止，調控棗果核發育的關鍵基因及分子機制尚不清楚。

對上述三個品種的棗內果皮進行轉錄組數據分析并鑒定差異表達基因（DEGs），在‘有核’VS‘無核豐’以及‘有核’VS‘大果無核’的比較中，共鑒定出49個重疊的DEGs。其中，鑒定出兩個參與木質素合成的ZjF6H1-3和ZjPOD基因。進一步研究證實了它們在木質素合成過程中的功能。

此外，49個DEGs中包含了兩個bHLH轉錄因子，上述兩個基因的啟動子上都發現了bHLH轉錄因子的結合位點，表明bHLH轉錄因子可能通過調控上述兩個基因的表達參與棗果實內果皮木質素積累從而調控棗果核的形成。

研究為棗果核發育形成的分子調控網絡提供了新的見解，可為棗樹和果樹無核品種的分子設計和選育提供重要參考。

河北農業大學園藝學院教授劉平和生命學院教授趙錦為該文章通訊作者，碩士生毛心怡、賀奧，副教授趙璇，已畢業博士生羅智為第一作者。

該研究得到了中央科技創新發展促進基金項目、河北省現代種業技術創新團隊干果項目、河北省現代農業產業體系創新團隊建設項目的資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.12.032