以具假种皮果实荔枝龙眼为试材,针对生产中出现的日趋严重的僵果/裂果问题,利用环境控制盆栽实验系统及田间实验系统,研究僵果/裂果发生与环境胁迫(高温/干旱)、细胞壁酚基交联、果皮延伸性的相互关系;研究水杨酸、双氧水等胁迫信号在细胞壁酚基交联的调控作用,从分子生理的层次揭示荔枝龙眼僵果/裂果发生的机理;比较裂果表现不同的荔枝品种果皮胞壁酚基交联形成活性和相关代谢的生理差异,揭示'糯米糍'易裂性的生理基础;研究僵果/裂果的药理控制和微气候控制,从而形成相应的技术策略和措施。
本课题将胁迫-信号-细胞壁代谢-果皮力学性能-裂果/僵果发生联系起来,系统揭示具假种皮果实生理病害发生的机制。证明易裂荔枝品种果皮的延伸性和强度均低于抗裂品种,发现易裂品种果皮胞壁果胶糖醛酸含量低,而酚基交联程度(二阿魏酸含量)和催化酚基交联的过氧化物酶活性高,但在细胞壁结构蛋白含量和氨基酸组成方面两品种并无显著差异;追踪比较了越冬反季节龙眼和正造龙眼果实发育和温湿度动态,表明越冬反季节果实偏小、坐果率低和裂果率高,与其发育前期遭遇低温胁迫有关;发现了龙眼果皮发育后期形成周皮取代表皮,反季节果的果皮、海绵组织和木栓层厚度均比正造果皮小,而自发荧光的木质化细胞群占据组织空间的比例高于正造果,说明有较多的细胞硬化;通过分析内源胁迫信号分子(过氧化氢/水杨酸)变化和外源信号分子的效应,证明过氧化氢可能是引发果实发育障碍的重要信号;发现套袋处理可提高越冬反季节龙眼果实发育期间的温湿度,促进果实发育;研究了龙眼发育过程中细胞壁松弛酶基因的表达,证明反季节果实组织的细胞壁松弛机制的活性减弱。研究结果实证了立项提出的假说。此外,发现N供应形式(NO3/NH4)可显著影响氯酸钾对龙眼的胁迫效应。