近日，中国农业科学院郑州果树研究所桃资源与育种团队在《园艺研究》上发表了最新研究成果。他们通过对桃树花芽进行“时空 CT 扫描”，揭示了花芽休眠过程中细胞类型和表达水平的时空转换机制。这为木本植物休眠机理研究和桃低需冷量育种提供了重要的理论参考。相关成果发表在《园艺研究》（ ）。

休眠是植物应对低温胁迫的适应性进化。研究团队挑选了休眠期较短且抗寒能力较强的帚形山桃当作研究对象，运用空间转录组技术对花芽展开“解剖”工作。此项技术就好像在细胞里安装了数百万个纳米摄像机，能够同时记录基因表达的位置信息、时间信息以及强度三维信息。

科学家通过对比不同休眠阶段的数据发现，花芽内部有一个严密的体系。一部分细胞专门负责感知环境温度的变化，然后通过信号转导系统把冬眠指令传递给其他细胞。还有一群细胞会启动抗寒程序，合成保护性物质来抵御低温。当低温积累达到标准时，特定的细胞集群会激活开花基因，从而完成从冬眠到萌发的转变。这种时空精准的调控机制，解释了一个现象，那就是同一颗花芽能够协调地完成抗寒防御以及发育准备这两项双重任务。

提出了通过降低品种需冷量、缩短童期来提高早期丰产性的育种理论

团队首次收集了 30 份低需冷量桃的优异种质，还引进了 30 份，同时发掘了 30 份。这些种质支撑培育出了 34 个低需冷量和低中需冷量的品种，显著降低了主栽品种的需冷量，将我国桃栽培的南限进行了扩展，并且育成了我国设施桃的主要栽培品种。

他们系统地研究了打破休眠的生理机制，还研究了需冷量对桃设施栽培扣棚升温、果实成熟期、产量、连续结果能力等方面的影响。这些研究成为我国落叶果树设施栽培的理论基础，并且指导了设施促早栽培的关键技术。这是短休眠期育种的又一阶段性成果，为后期休眠分子设计育种提供了有力支撑。

此次发现的时空转换机制与 2023 年揭示的主效基因形成了技术闭环。这个机制就如同休眠的总开关一样。它的启动子区有 30 个碱基缺失，这会显著降低需冷量的需求。而新发现的细胞协同机制则解释了基因指令是如何转化为生理响应的。

中国农业科学院郑州果树研究所桃资源与育种团队的博士生赵亚林以及副研究员李勇是该论文的共同第一作者，研究员王力荣是该论文的通讯作者。此项研究获得了国家重点研发计划项目、自然科学基金项目、中国农科院青年创新专项、河南省优秀青年基金、云南重大公益专项等项目的资助。（宋雅娟）