近期，园艺学院李建国团队在国际知名学术期刊Horticulture Research（中科院一区Top期刊，影响因子8.5）、Journal of Agricultural and Food Chemistry（中科院一区Top期刊，影响因子6.2）和Fundamental Research（影响因子6.3）上连续在线发表了研究论文，系统揭示了荔枝“花果香”与“清新香”形成的物质基础及核心基因调控网络，为理解荔枝果实特征风味品质的形成机制提供了全新视角，也为高品质荔枝的分子育种奠定了坚实基础。
嚼疑天上味，嗅异世间香。荔枝独特的香气不仅赋予了果实特有的“灵魂”，更是决定其风味品质、市场定价权与品牌溢价能力的核心砝码。经过长期的自然演化和人工选育，荔枝形成了众多香气各异的品种，如带有蜜香的“冰荔”、散发桂花香的“桂味”以及具有清新香气的“观音绿”。然而，决定不同香气特征的关键挥发性物质究竟是什么？其背后的深层遗传与精细调控机制如何？这些问题长期以来尚待系统阐明。
针对上述问题，李建国团队以24个涵盖多种香气类型的代表性荔枝品种为材料，综合运用多组学联合分析（挥发性代谢组、RNA-seq以及WGCNA共表达网络分析等）与详实的正反向遗传学验证，系统解析了荔枝果实“花果香”和“清新香”形成的分子机制：
一是揭示了DOF转录因子在萜类“花果香”合成中的调节功能：萜类挥发物是塑造荔枝“花果香”的核心物质基础。研究精准锁定了石竹烯、香叶醇和D-柠檬烯等14个决定花果香味浓淡的核心萜类物质，挖掘并鉴定了9个在果肉中优势表达的萜类合成酶（LcTPSs）功能，初步构建了荔枝萜类挥发物的合成网络（图1）。进一步研究首次揭示了DOF家族转录因子的核心调控功能，成功解析了LcCDF3-LcTPS39和LcDOF5.8-LcTPSbms两个平行的关键转录调控模块，证实其分别正向调控石竹烯（丁香香气）与α-佛手柑烯（清甜橘香）的合成，从分子层面解析了荔枝浓淡香型分化的关键机制。
图1 荔枝果实萜类挥发物合成网络模型
二是解析了主导“清新香”形成的C6/C9类挥发物的分子调控机制：针对赋予荔枝“清新香”的脂肪酸衍生C6/C9类挥发物，鉴定出反,顺-2,6-壬二烯-1-醇、正己醇、反式-6-壬烯醛和反式-2-己烯-1-醇共4种挥发物是决定品种间清新香差异的关键物质基础（图2A）。通过多组学结合功能验证，证实脂氧合酶LcLOX7为该途径的关键限速酶。深入探究发现，生长素响应因子LcARF17和AP2/ERF家族成员LcRAP2-4能够独立且高效地直接结合并激活LcLOX7启动子，由此构建了驱动荔枝品种间清新香气差异的“LcARF17/LcRAP2-4-LcLOX7”核心调控模块（图2B），这也是关于生长素响应因子（ARF）参与植物果实清新香形成的首次报道。
图2 不同荔枝品种间清新香气挥发物的差异及LcARF17/LcRAP2-4-LcLOX7模块调控荔枝清新香气模型
A）不同荔枝品种间4种关键清新香气挥发物的含量差异
B）荔枝果实清新香气调控模型
该系列研究不仅全面绘制了荔枝果实两大特征性香气物质的合成与调控全景图，极大丰富了植物复杂香气图谱构成的基础理论；更为未来靶向改良、定向培育浓郁“花果香”或独特“清新香”的高品质风味荔枝新品种，提供了至关重要的理论支撑与核心基因资源。
园艺学院博士后刘卓毅和博士研究生王一梦为上述系列论文的第一作者或共同第一作者，马兴帅副教授与李建国研究员为共同通讯作者。上述研究在开展过程中，得到了学校园艺学院赵明磊副教授、中国农业大学园艺学院博士生李志奇、广东省农业科学院果树研究所何紫迪助理研究员以及东莞市农业科学研究中心马锞研究员的通力协作与支持。
相关研究工作得到了国家自然科学基金（32330092、32202447）、国家现代农业产业技术体系（CARS-32-05）以及广东省自然科学基金（2023A1515012661）等项目的联合资助。此外，特别感谢东莞市植物园在实验所需荔枝品种的收集工作中提供的大力支持与宝贵协助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1093/hr/uhag010
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c10744
https://doi.org/10.1016/j.fmre.2025.12.004
文图/园艺学院
