荔枝是我国南方亚热带地区广泛栽培的特产果树，种植面积基本稳定在790万亩左右，其产业在农业农村经济和乡村振兴中发挥了重要作用。但荔枝生产仍面临单产低、大小年现象严重的问题。究其原因，除成花不稳定外，荔枝果实在约3个月的发育成熟过程中经历了3~5次落果高峰，生理落果严重是造成荔枝低产的主要原因。生长素是调控脱落的核心植物激素，在荔枝生产中被广泛用作保果剂，但其深层调控机制尚待系统阐明。
近日，园艺学院李建国团队在Plant Physiology在线发表了题为“Deciphering the regulatory network underlying auxin depletion-induced fruitlet abscission in litchi (Litchi chinensis Sonn.)”的研究论文。该研究揭示了生长素耗竭诱导荔枝幼果脱落的基因调控网络和信号转导机制，为理解木本果树器官脱落的机制提供了新视角。
该研究通过巧妙的幼果摘除实验，模拟了离区生长素耗竭这一关键起始事件。研究发现，生长素的缺失犹如推倒了第一张“多米诺骨牌”，在离区内引发了一系列有序而剧烈的生物学过程“海啸”：生长素信号首先被快速抑制，紧接着乙烯和脱落酸信号被激活，继而活性氧大量爆发，碳水化合物运输受限，最终程序性细胞死亡和细胞壁重塑等生物学过程被强力启动，导致离区细胞分离、果实脱落。值得注意的是，外源单独施加生长素即可延缓甚至抑制整个脱落进程，为生产上应用生长素类植物生长调节剂减轻荔枝生理落果，提高产量提供了重要的理论支撑和技术指引。
为了全局解析这一复杂过程，该研究通过高通量测序与生物信息学分析，构建了生长素耗竭诱导脱落过程中的转录调控网络，并鉴定出34个潜在的枢纽转录因子。其中，转录因子LcMYB62被鉴定为促进脱落的关键正调控因子。功能研究表明，LcMYB62通过直接激活一系列细胞壁重塑（CWR）相关基因的表达，推动离区细胞的分离。研究进一步发现，本课题组先前的研究鉴定出的正调控荔枝落果的生长素信号通路中重要响应因子LcARF5能够直接结合并激活LcMYB62的启动子，从而揭示了“LcARF5-LcMYB62-CWR”转录调控级联在荔枝幼果脱落中的核心调控作用。这一发现不仅丰富了对植物器官脱落分子机制的理论内涵，更为培育低落果荔枝品种提供了新的分子标点和育种策略。
园艺学院已毕业博士何紫迪（现广东省农业科学院果树研究所助理研究员）、青年教师马兴帅副教授和博士研究生张航为该论文第一作者，李建国研究员和赵明磊副研究员为通讯作者。已毕业博士王飞、硕士孔子尚和袁叶参与了该研究。生命科学学院吴鸿教授，园艺学院黄旭明教授、王惠聪教授、夏瑞教授、陈琳副教授提出了宝贵意见。该研究得到了国家自然科学基金（32330092, 32072514, 32472678）和国家现代荔枝龙眼产业技术体系（CARS-32-07）等项目的资助。
李建国教授团队长期致力于荔枝花果发育理论及优质轻简高效栽培技术的研发、示范与推广。近年来，团队围绕荔枝落果的调控机制，在Journal of Integrative Plant Biology、Plant Physiology、The Plant Journal、Horticulture Research、Molecular Horticulture等知名学术期刊上发表了多篇重要研究成果，为推动我国荔枝产业的高质量发展提供了坚实的理论依据与技术支撑。
相关论文链接：https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf676
文图/园艺学院
