油棕tenera果实发育关键期：8周花后组织边界建立的细胞学与分子机制解析

《Protoplasma》：Eight weeks after anthesis: a critical fruit developmental stage for tissue-border establishment in oil palm tenera fruit

　　本研究针对油棕tenera果实发育过程中组织分化时序不清的关键问题，通过系统组织学分析发现8周花后(WAA)是决定种子大小、内果皮木质化及果肉油分积累的关键转折点。研究揭示了SHELL基因表达峰值与木质化进程的同步性，为高产油棕分子育种提供了重要理论依据。

　　

作为全球最高产的油料作物，油棕(Elaeis guineensis Jacq.)贡献着35%的全球植物油产量，其中由dura（厚壳）与pisifera（无壳）杂交获得的tenera品种因其更厚的果肉和更薄的果壳而备受青睐。然而，关于tenera果实发育过程中组织分化的关键时间节点及其分子调控机制，科学界仍缺乏系统认知。这直接制约了通过分子育种手段优化果实结构、提升产油量的精准调控。

为解开这一谜题，马来西亚SD Guthrie技术中心的研究团队在《Protoplasma》发表了突破性研究。他们通过每周取样追踪的方式，对tenera果实从授粉后1周直至23周成熟的全过程进行了显微解剖学与细胞学分析，首次明确8周花后(WAA)是果实发育的命运转折点——此时内果皮启动木质化、胚乳开始细胞化、细胞分裂模式转变，共同决定了最终的种子大小和产油潜力。

关键技术方法

研究采用组织化学染色（间苯三酚-HCl检测木质素、PAS检测碳水化合物）结合石蜡切片技术，系统观测了不同发育阶段果皮各层细胞形态变化。以每周为间隔采集的果实样本（来源：SD Guthrie种植园）经GPC固定液处理，采用Technovit 7100树脂包埋后切片，通过显微成像与图像分析软件量化细胞密度/面积。使用qRT-PCR技术（内参基因：EgGRAS、EgCyp2、EgSLU7）检测SHELL基因表达动态。

果实发育的三阶段特征

宏观观察将果实发育划分为三个阶段：指数生长期（1-7 WAA）果实快速膨大，组织分层启动；滞长期（8-15 WAA）组织特异性分化加剧；成熟期（16-23 WAA）果肉脂质大量积累。横切面显示，3 WAA时外果皮、中果皮、内果皮和种皮已初步分化，4 WAA内果皮层清晰可辨，而胚乳直至16 WAA才完全固化。

组织细胞动态变化

中果皮细胞在4 WAA时密度最高（25,000 μm²内约200个），随后细胞扩张取代分裂，至23 WAA细胞面积扩大3倍并充满脂滴。内果皮石细胞的次级细胞壁木质化始于8 WAA，伴随细胞密度显著上升（P<0.05），木质素沉积持续增强至20 WAA，最终形成平均厚度1.1±0.55 mm的坚硬果壳。

分子调控与发育同步性

SHELL基因（编码MADS-box转录因子）表达在12 WAA达到峰值，与木质化活跃期高度吻合。该基因表达动态揭示了母体与合子组织间的协同调控：内果皮硬化与胚乳细胞化几乎同步启动，胚胎于10 WAA胚乳半凝胶化时形成。与dura品种对比发现，tenera的内果皮最大厚度（1.1 mm）仅为dura（3.02 mm）的1/3，且胚乳固化提早2周完成，说明薄壳特性可加速种子发育进程。

结论与展望

本研究首次构建了tenera果实发育的细胞学框架，证实8 WAA是调控果实结构的关键窗口期。内果皮边界早期确立（4 WAA）但硬化进程受SHELL基因时序调控，这种发育异速性为优化果肉/果壳比例提供了新靶点。研究为解析IKU（HAIKU）通路等种子大小调控机制在油棕中的保守性奠定基础，对培育果肉更厚、出油率更高的优良品种具有重要实践意义。