观赏海棠(Ornamental crabapple)为蔷薇科(Rosaceae)苹果属植物,集观花观叶观果于一体的优良观赏树种,宿果期的长短对其果实观赏价值影响较大,探究观赏海棠果实脱落的内在原因具有重要意义。试验主要以果实脱落早的‘绚丽’海棠、‘火焰’海棠和脱落晚的‘唐纳德·怀曼’海棠、‘红宝石’海棠、‘糖美林’海棠五个观赏海棠品种为试材,通过木材切片观察确定果实脱落离层位置,测定离层中果胶酯酶、多聚半乳糖醛酸酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶4种酶活性变化,探究观赏海棠离层中相关酶活性与果实脱落之间的关系,对上述细胞壁降解酶的合成基因McPEM、McCEL、McBG、McGC在不同群体中的相对表达量进行测定,并通过转录组数据对参与调节观赏海棠果实脱落的其他相关基因和转录因子进行进一步筛选。为揭示观赏海棠果实脱落机制奠定基础,同时为观赏海棠品种的选育以及进一步提高观赏价值提供更多的理论依据。本试验研究结果如下:(1)果柄离层显微结构观察表明,‘绚丽’海棠和‘火焰’海棠品种果实脱落前在果柄基部已经形成离层,且离层细胞体积较小,细胞质致密,同一时期的‘唐纳德·怀曼’海棠、‘红宝石’海棠、‘糖美林’海棠果柄基部未形成离层也未出现脱落。‘绚丽’海棠、‘火焰’海棠、‘唐纳德·怀曼’海棠、‘红宝石’海棠、‘糖美林’海棠短枝横切面中均发现了内含韧皮部和外韧维管组织两种特殊结构存在。(2)相关细胞壁降解酶活性测定结果表明,4种酶活性在同一时期不同品种中存在明显差异。在果实脱落期间‘绚丽’海棠、‘火焰’海棠除纤维素酶活性略有下降外,果胶酯酶活性、多聚半乳糖醛酸酶活性、β-葡萄糖苷酶活性均呈上升趋势,且酶活性显著高于脱落相对较晚的‘唐纳德·怀曼’海棠、‘红宝石’海棠、‘糖美林’海棠。结果表明,海棠果实脱落和纤维素酶活性有关,并且果柄离层中的果胶酯酶活性,多聚半乳糖醛酸酶活性和β-葡萄糖苷酶活性的升高对果实脱落有促进作用。(3)转录组结果显示,通过对观赏海棠果实脱落早与脱落晚两个群体对比,共筛选出了802条差异基因,差异基因显著富集到苯丙素生物合成、亚油酸新陈代谢、氰基氨基酸代谢等代谢途径。对差异基因进行分析,共筛选了29个候选基因,参与到观赏海棠果实脱落过程中,具体功能需进行进一步验证。利用RTqPCR技术对McPEM、McCEL、McBG、McGC四个基因在果柄离区相对表达量进行测定分析,表明McPEM、McCEL、McBG、McGC可能促进果实脱落。