2023年1月，岭南现代农业科学与技术广东省实验室和我校亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室、园艺学院李建国研究员团队在植物学国际主流学术期刊The Plant Journal（IF5Y=8.028）发表了题为“A LcDOF5.6-LcRbohD regulatory module controls the ROS-mediated fruitlet abscission in litchi”的研究论文（链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.16092），揭示了一个活性氧（ROS）的调控模块LcDOF5.6–LcRbohD，从而介导荔枝的幼果脱落。园艺学院李建国研究员、赵明磊副研究员和生命科学学院吴鸿教授为通讯作者，园艺学院博士后马兴帅和博士研究生谢仙林为共同第一作者。
植物器官脱落过程中暴发大量的活性氧（ROS），但有关ROS参与植物器官脱落的分子机制目前还未清晰。荔枝是我国南方重要的特色果树，具有较高的经济价值，但生理落果严重，这极大地限制了荔枝产业的健康可持续发展。该研究首先证实，RBOH 的同系物LcRbohD在荔枝幼果脱落过程对 ROS 的产生至关重要，其表达在脱落过程中上调，从而使果实离区（FAZ）中的ROS积累增加。同时，LcRbohD的沉默可减少FAZ 中ROS的积累并降低荔枝幼果的脱落。 进一步研究发现，转录因子LcDOF5.6可直接结合LcRbohD启动子并抑制其表达。与此一致，LcDOF5.6的沉默会上调LcRbohD的表达，从而使FAZ中积累更高的ROS并促进幼果脱落。此外，LcRbohD和 LcDOF5.6也会影响脱落信号通路和乙烯通路中关键基因（如LcIDL1、LcHSL2、LcACO2、LcACS1和LcEIL3）的表达（图2）。
图2 LcDOF5.6-LcRbohD调控模块参与荔枝幼果脱落的调控机制
近年来，李建国研究员课题组围绕荔枝落果的问题，相继在Tree Physiology (Ma et al., 2019)、Journal of Experimental Botany (Li et al.,2019; Zhao et al., 2020)、Horticulture Research (Ma et al., 2021)及The Plant Journal (Ma et al., 2020; 2021；2023)等期刊发表高水平论文，不断揭示荔枝落果的分子调控网络中功能基因的作用机制，研究结果不仅为今后荔枝落果调控的分子改良提供了理论基础，也为其他物种的器官脱落研究提供了借鉴。
本研究得到国家自然科学基金、岭南现代农业科学与技术广东省实验室和国家现代荔枝龙眼产业技术体系等项目的支持。
文/图 园艺学院、岭南现代农业科学与技术广东省实验室、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室 赵明磊 马兴帅