文 | 古往今史

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植物嵌合体是由具有两种以上基因型的细胞组成的植物，根据“被膜-语料库”理论，双子叶植物的枝顶端分生组织（SAM）由最外层的三个细胞层组成，即L1，L2和L3。

迄今为止，已经有一些关于发现和鉴定柑橘嵌合体的报告发现，来自不同基因型的细胞之间的相互作用导致斜周嵌合体果实NFF（L1-L2-L3 = N-F-F）和FNN发生DNA突变。

(资料图)

Wu等发现嵌合体Ekuriku的果实特征与来源供体不一致，嵌合体叶片的横截面结构与两个供体的果实结构有很大不同。

经过调查两种柑橘嵌合体，名为“枣红”脐橙和“红柔桃叶”橙这两种嵌合体都是由供体甜橙（Citrus sinensis）和萨摩柑橘产生的。

他们研究中嵌合体果实的气孔密度和肉香与来源供体不一致;嵌合体果实显示出两个供体的共同特征，由于这些形态和DNA突变水平的变化发生在植物嵌合体中，因此组织中代谢物的积累模式和/或嵌合体中的细胞相互作用值得进一步研究。

柑橘类水果因其营养成分而受到高度重视，许多研究已经调查了橙子（C. sinensis）、柑橘（C. reticulata）、柚子（C. grandis）和葡萄柚（C. paradisi）中的代谢产物，初级代谢物。

糖和有机酸，是一类多样化的有机化合物，对植物生长和内部质量至关重要，例如，高含量的柠檬酸与高水平的游离氨基酸相吻合可能是柠檬保质期比其他柑橘更长的原因。

挥发物包括几种重要的次生代谢物，由于其显著的健康促进作用和高商品价值而受到广泛关注，d-柠檬烯是柑橘中的主要挥发物，专门预防乳腺癌和直肠癌芳樟醇和乙酸芳樟酯已被用作抗炎剂。

吉马烯D的重排最终产生了一些天然化合物，类胡萝卜素是柑橘类水果中复杂而丰富的分子，一些含有β环部分的类胡萝卜素是维生素A的前体，对慢性疾病和癌症预防非常有益。

类胡萝卜素在柑橘类水果中的生物合成和调控已被广泛研究，这些报道有助于我们分析嵌合体中类胡萝卜素的表达。

移植嵌合体来源于移植连接处的不定芽，由两种不同的基因型或不同的物种组成，一种新的嫁接嵌合体“红柔虎友”起源于接穗“常山虎鱼”和股票“尾张”萨摩柑橘的交界处。

这种嵌合体保持黄色皮肤，类似于C，但获得了在O中观察到的深橙色汁囊，此外，嵌合体通过简单序列重复扩增结合了核、叶绿体和线粒体基因组中两个供体的特定DNA条带，因此，嵌合体被假定为OCC。

“红柔虎柚”及其供体植株的果实形态在完全成熟期收获从左到右显示了“尾张”萨摩普通话，OCC和“常山虎鱼”的外观和横截面外观，外部和横向部分的杆均为5.0厘米。

本研究以嵌合体和2个供体的果皮和汁囊为研究对象，研究了嵌合体和2个供体的果皮和汁囊中初级代谢产物、挥发物和类胡萝卜素的分布，分析嵌合体与各供体植株之间代谢产物积累的相关性，揭示供体植物对不同层的贡献。

OCC及其供体中的主要代谢物

在果皮中鉴定出4种主要代谢物，根据统计分析，在这些剖面中，OCC（OCP）的果皮与C（CP）的果皮比O（OP）的果皮具有更多的相似性。

其中，3-氨基丁酸、莽草酸和棕榈酸在OCP和CP中仅检出，说明OCP中的这种化合物仅由CP产生，相比之下，山梨糖对OP具有特异性，在OCP和CP中没有可检测到的水平，OCP和CP都具有较高浓度的酸和较低的总糖含量。

然而，OCP含有中等含量的醇，总体而言，OCP中存在的总代谢物含量显着低于任何一个供体。

OCC及其供体植物果皮中的主要代谢物谱值得注意的是，在OCP中观察到一些特殊的化学特性，3个样本的酸谱中，OCP中氨基甲酸含量最高;但糖成分（岩藻糖、果糖和牛糖除外）的含量在OCP中最低。

在O（OJ）、OC（OCJ）和C（CJ）的汁囊中检出所列的5种主要物质，在本研究中，OCJ与两个供体的汁囊之间的总初级代谢物没有显着差异，有趣的是，3种代谢物（在OCJ和两个供体的汁囊中显着不同，8个品种中，OCJ中阿拉伯糖和奎宁酸含量分别最高和最低，OCJ中其余4种代谢物与两个供体的代谢物有显著差异。

此外，OCJ中的代谢物谱与一个或两个供体一致，然而，这些配置文件实际上显示出与O的更多相似之处;例如，-氨基丁酸、棕榈酸和醛糖存在于OCJ和OJ中，但在CJ中不存在，相反，山梨糖仅存在于CJ中，在OCJ和OJ中检测不到。

有趣的是，3种化合物在OCJ（草酸，山梨糖和鼠李糖）中显示出一些遗传差异，其中，草酸和鼠李糖仅在OCJ中检测不到，这导致OCC与其供体之间存在明显差异，然而，山梨糖在OCJ及其层源供体O中均检测不到。

OCC及其供体的挥发性成分

关于36个品种果皮中的挥发物，表4列出了88种物质，包括单萜烯、倍半萜烯、醇类、醛类、酚类等，单萜烯是量化最丰富的剖面;d-柠檬烯为主，分别占OP、OCP和CP总挥发物的65.81%、23.80%和77.<>%，继d-柠檬烯之后，<>个品种中的主要常见化合物为γ-松柚烯、β-月桂烯和α-蒎烯。结果表明，OCP与CP的相关性强于OP。

首先，根据统计分析，OCP和CP之间有25种挥发物没有显著差异，但OCP和OP之间只有16种挥发物没有显著差异，这一发现表明，CP在OCP化学特征的调控中处于主导地位。

并且OCP中的化学性状遗传自CP多于OP，其次，OCP中的主要挥发物与CP中的主要挥发物完全一致，包括d-柠檬烯、γ-松柚烯、锗烯D、β-月桂烯和α-蒎烯（从高到低浓度排序），但OP中主要挥发物的相对浓度不同（d-柠檬烯、γ-松柚烯、β-月桂烯、α-蒎烯β-elemene），这主要是因为OCP和CP中吉马烯D的含量明显高于OP，强烈提示吉马烯D主要来源于CP，OP对OCP发展的影响较小，第三，值得注意的是，2，4-二叔丁基苯酚确实是独一无二的，只是在OP中未被发现;但被OCC和C拥有。

此外，OCP中的大多数挥发物要么倾向于一个供体，要么在两个供体之间保持一定程度，然而，与两个供体相比，只有（E）-3-己烯-1-醇和3-己烯醛在OCP中显着增加。

在食用果汁囊中，检测到多达19种挥发性化合物，OCJ在总挥发物和单萜烯方面与OJ高度相关，特别是在主导物质中;OJ和OCJ中d-柠檬烯的浓度显著高于CJ，分别占OJ和OCJ总挥发物的78.07%和72.64%，但仅占CJ的60.03%，除d-柠檬烯外，OJ和OCJ在壬酸甲酯、椰柚烯和辛醛方面也存在显著相似之处，我们假设OCJ中的这些化合物在很大程度上都来源于O。

在OCJ中观察到典型的挥发性代谢物，例如，nootkatone和pentadecanal在OCJ中的含量最大，相比之下，OCJ中的γ-松柚烯明显低于任何一种供体，我们对α-ylangene特别感兴趣，它仅在OCJ中检测到，而在两个供体中没有检测到，并且这种挥发性在任何柑橘物种中都很少报告。

OCC 中的特征代谢物分析

OCC中许多代谢物的积累是特定于层源供体的;一些代谢物与在两个供体中观察到的概况相去甚远，这一观察结果与两种柑橘杂交种相似，在杂交种的56个挥发性分布中表现出113个，明显高于或低于亲本，本研究OCJ中吉马烯D的含量分别是CJ和OJ的6倍和17倍，阿拉伯糖的含量分别比CJ和OJ高3倍和9倍以上，据报道，这种分布是膳食纤维的良好来源，可用于果汁生产，综上所述，结果表明基因的表达水平发生了改变，可能是由于层位移。

有趣的是，一种名为α-ylangene的挥发物仅在嵌合体OCC的汁囊中检测到，α-ylangene是一种独特的化合物，在任何柑橘挥发性分布中都很少报道，并且是葡萄成熟后阶段的主要倍半萜类化合物。

同样之前的一项研究报告，柑橘嵌合体NFF和FNN除了两种供体植物的特定条带外，还具有特定的新条带，如RAPD分析所检测到的那样，这表明嵌合体在DNA水平上相互作用。

因此，推测参与细胞间运动的基因突变可能在嵌合体发育过程中专门在OCC中负责α-ylan基因合成，最近，基因突变被认为会影响植物内转录因子（TFs）的易位和生物活性。

此外，由细胞间运输和基因突变引起的可遗传变异在嵌合体中得到了广泛的研究，葡萄斜周嵌合体“Malian”来源于细胞侵袭L2，引起青铜果肉的自发突变。

一些研究报告说，葡萄皮诺的浆果颜色变异可以追溯到一个名为“浆果色位点”的单个位点上的突变，该位点编码2号染色体上的四个串联MYB转录因子，Fernandez和他的同事研究了葡萄嵌合体浆果的重量减轻。

这是由L1、L2或两个细胞层中不寻常的VvpI基因表达引起的，导致后代的表型变异，在桃子突变体中，突变细胞携带PRUPE.6G281100等位基因进入L2，导致桃子表型从扁平变为圆形。

系统地比较了来自OCC和两个供体的果皮和汁囊的初级代谢物，挥发物和类胡萝卜素的概况。组织之间以及OCC与两个供体中的每一个之间的代谢物含量和组成不同。在OCC的不同组织中观察到明显的供体优势代谢物遗传模式，并且与层起源基本一致;嵌合体的果皮来源于C，嵌合体的汁囊来源于O。这些谱图为人工嵌合体合成过程中的基因型分化、柑橘育种评估和供体选择提供了潜在的化学标记。

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