华南农业大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、园艺学院研究员李建国课题组历时5年，挖掘出一个调控荔枝落果的关键基因LcKNAT1。相关研究近日发表于《实验植物学报》。
植物器官（花、叶片、果实等）的脱落受多种环境因素和发育信号的影响，是一个被精确调控的过程，植物内源激素尤其是生长素和乙烯被认为是调控植物器官脱落的重要因子，但此过程中激素的动态变化及信号转导是如何被调控未知。
李建国介绍说，起源于我国的特色果树荔枝素有“爱花不惜子”之说，果实发育过程中生理落果极为严重，是制约荔枝产业高质量发展的“卡脖子”问题之一。KNOTTED-LIKE HOMEOBOX（KNOX）转录因子往往通过与植物内源激素互作，在叶片和顶端分生组织的发育过程中起着重要作用，但是其调控机制也不清楚。
李建国课题组前期研究证实乙烯是诱导荔枝落果的关键内源激素。此次挖掘到一个转录因子LcKNAT1，属于Class I家族成员，它可以通过抑制乙烯合成酶基因的转录来调控荔枝落果发生。荔枝幼果正常发育过程中，LcKNAT1高水平表达，通过与TGACTGAC核心元件直接结合，抑制乙烯合成酶基因的转录，维持一个较低的乙烯产量。
但是，若幼果感知脱落信号时，LcKNAT1表达受到抑制，乙烯合成酶基因的转录量得到释放，导致乙烯含量增高。且乙烯能反馈抑制LcKNAT1表达，进而增强对乙烯生成的诱导，促使离区细胞质碱性化，激活了离区细胞壁降解基因的酶活性，最终造成落果。该研究结果为深入理解果实脱落转录调控分子机制和开发减轻落果新技术提供了理论基础。
相关论文信息：https://doi.org/10.1093/jxb/eraa162
18926578588