番茄作为全球最重要的蔬菜作物，其采后水分流失导致的果实皱缩和货架期缩短问题，每年造成巨大经济损失。长期以来，学界对番茄果实表皮毛这一表面特化结构在采后水分保持中的作用机制知之甚少。
近日，这一领域取得突破性进展。上海交通大学农业与生物学院沈乾/唐克轩教授团队与美国康奈尔大学Jocelyn K. C. Rose教授团队在采后生物学顶级期刊 Postharvest Biology and Technology 发表题为“Identification and knockout of SlHDZIV14 reveals fruit trichome-associated control of postharvest water loss in tomato”的研究论文。该研究阐明了HD-ZIP IV家族转录因子SlHDZIV14通过调控果实毛密度影响采后失水率的分子机制，为番茄采后保鲜技术开发提供了全新靶点和新思路。
果实表皮毛：采后失水调控的“隐形漏洞”
番茄果实表面密布多种类型的表皮毛，然而这些表皮毛缺乏多细胞基座，结构脆弱，在采收、清洗和运输过程中极易脱落，从而在果实表面留下微小孔隙。研究团队前期与康奈尔大学合作发现，这些表皮毛脱落后的孔隙可能成为水分流失的“捷径”。
SlHDZIV14：果实表皮毛形成的“核心调控因子”
通过番茄野生种渗入系群体筛选，团队锁定关键基因 SlHDZIV14，该基因在果实表皮毛中特异性高表达。基因编辑敲除SlHDZIV14后，番茄果实表面呈现光滑几乎无表皮毛，采后20天失水率显著降低，皱缩程度减轻；而过表达该基因则显著增加果实表皮毛密度，采后果实失水更快、皱缩加剧。
图1. SlHDZIV14促进果实表皮毛形成并影响采后果实水分损失
分子机制解析：SlHDZIV14-SlCycB2-SlWRKY75调控模块
研究团队通过Y1H、EMSA、双荧光素酶等实验证实，SlHDZIV14可直接结合 SlCycB2 和 SlWRKY75 启动子中的L1-box元件，激活其表达。功能验证表明，SlCycB2和SlWRKY75分别作为负向和正向调控因子参与果实表皮毛形成：敲除SlCycB2导致表皮毛密度显著增加，而敲除SlWRKY75则使表皮毛几乎完全消失。失水率测定进一步证实，高密度表皮毛果实同样失水更快，低密度表皮毛果实则保水能力更强。
图2. SlHDZIV14通过调控番茄果实表皮毛形成影响采后水分损失的机制模型
理论意义与应用前景
该研究首次系统揭示了番茄果实表皮毛的生物学功能及其分子调控机制，提出了“通过调控果实表皮毛密度以延长采后货架期”的新策略。与传统的角质层改良或延迟成熟策略不同，调控表皮毛密度不改变果实成熟进程。更重要的是，无果实毛突变体在采后失水率显著降低的同时，果实大小、颜色、成熟进程及对常见采后病原菌（如炭疽病菌、灰霉菌、丁香假单胞菌）的抗性均未发生明显改变，表明该策略具有良好的性状兼容性和应用潜力。
果实表皮毛的调控不仅关乎番茄采后品质，在黄瓜、猕猴桃、桃等经济作物中，表皮毛密度同样影响商品外观、清洗便利性及消费者偏好。本研究为这些作物的品质改良提供了重要的理论依据和技术参考。
上海交通大学农业与生物学院沈乾副教授和康奈尔大学Jocelyn K. C. Rose教授为共同通讯作者，上海交通大学已出站博士后付营（现任中国科学院分子植物科学卓越创新中心助理研究员）为论文第一作者，上海交通大学/崖州湾国家实验室唐克轩教授参与指导了该项研究。沈乾课题组李蒙、黄黎、刘雪婷、费晨欢、宋文然、张森、张威等成员以及康奈尔大学Iben Sørensen副研究员参与了该研究工作。该研究得到了上海交通大学启动经费（WF220415014）和上海交通大学-康奈尔大学种子基金（2020-SJTU-CORNELL）的资助。