果树花粉直感效应研究进展与展望

11月28日下午，第四期卧龙大讲堂之博士论坛在我校第二会议室举行。论坛邀请农业工程学院果树学博士刘婉君做专题报告，党委委员、副校长刘春霞出席，教务处各位领导、学校全体博士、农业工程学院全体教师参加论坛，论坛由农业工程学院院长孙廷主持。

 刘婉君博士以《果树花粉直感效应》为题，从以下几个方面分享自己的研究进展与成果：

一、花粉直感效应定义

花粉直感是指从受精至种子萌发期间花粉基因型直接影响种子与果实发育及表型特征产生差异的现象，其不仅影响双受精后形成的胚乳和胚产生差异，亦可影响果实的成熟期、形状、大小、色泽、风味及内在营养物质含量产生差异等。Garfield于1876年首次在苹果上发现。关于花粉直感现象的研究对以果实或种子为主要收获对象的果树生产有着重要意义，可为生产上授粉品种的配置、产量的增加、内外品质的改善等提供理论依据；同时在果树遗传学、生理学和育种学上均有重要的理论价值。

二、果树生产中的花粉直感效应

关于花粉直感效应的表型研究较多，果实的成熟期、形状、大小、色泽、风味及内含物均存在明显的花粉直感效应。如‘鸭梨’鸭突，不同梨品种花粉授粉影响鸭突发生率和鸭突类型组成。以‘库尔勒香梨’花粉授粉结实果实的鸭突率为100%，显著高于以‘雪花梨’花粉授粉结实果实的鸭突率60.7%；梨果实石细胞存在明显的花粉直感效应；经温桲花粉授粉，‘烟3富士’，‘印度’和‘凉香’苹果果实酯类物质含量显著增加；‘莽山野柑’特征香气物质顺式和反式芳樟醇可经授粉传至‘华农红柚’的汁胞中，且香气物质花粉直感效应较稳定，不受区域和外界环境的影响；不同授粉品种的挥发性物质含量存在差异，且信木柚授粉组合中有21种物质表现出明显的花粉直感效应等。

三、果实花粉直感效应的机理

花粉直感（Xenia）可能是因授粉品种花粉携带的遗传因子经授粉受精作用，与母本基因进行基因重组，影响母本种子中基因的表达，进而影响果实或种子的相关品质性状。其机理包括：（1）内源激素，种子作为激素合成的主要部位受花粉的遗传信息调节，这些激素可以运输至果肉或调节果肉中激素含量的变化，进而引起花粉直感现象的产生；（2）关键物质合成酶，如过氧化物同工酶、蔗糖转移酶等；（3）花粉miRNAs转移，花粉mRNA在花粉管生长过程中通过转移进入非双受精的母体组织，并以剂量方式调控果实发育过程中激素水平的差异，进而引起各表型特征形成关键酶的差异，调控花粉直感效应的表达；（4）代谢途径；（5）转录因子等。

四、鸭梨果实香气花粉直感效应

‘鸭梨’是我国古老的梨优良品种之一，风味是果实重要的商品性，香气物质赋予果实特征风味。‘鸭梨’具自交不亲和性，生产上必须配置授粉树，而配置授粉树不当会导致‘鸭梨’果实风味变淡，严重影响其商品价值和消费者认可度。作者根据风味性状选择分属不同栽培种的22个梨品种对‘鸭梨’进行田间授粉试验，明确了不同品种授粉对‘鸭梨’果实风味品质的影响；分析了不同梨品种授粉‘鸭梨’果实的激素水平，并通过转录组和非靶向代谢组测序分析了‘红南果’授粉对‘鸭梨’果实香气合成关键基因和代谢物的影响，探讨了‘鸭梨’果实香气形成的花粉直感效应机理，丰富了果实性状遗传理论，为有效改善我国‘鸭梨’果实风味品质提供依据。