专家樱桃栽培：果树学科学与遗传学

科学概述

本专家级指南汇集了当前关于栽培樱桃（Prunus avium L. 和 Prunus cerasus L.）的农业和基因组研究。本指南面向果树学家、育种家、研究人员和高级爱好者，旨在提供基于科学的关于这些具有重要经济价值的核果类水果的知识。

分类

等级	甜樱桃	酸樱桃
界	植物界	植物界
门	被子植物	被子植物
目	蔷薇目	蔷薇目
科	蔷薇科	蔷薇科
属	Prunus	Prunus
亚属	Cerasus	Cerasus
种	P. avium L.	P. cerasus L.

基因组资源

甜樱桃 (Prunus avium)：

参数	值
染色体数	2n = 2× = 16
基因组大小	~272 Mb
预测基因数	~27,000
参考基因组	'Satonishiki' v1.0
染色体组型	二倍体 (AA)

酸樱桃 (Prunus cerasus)：

参数	值
染色体数	2n = 4× = 32
基因组大小	~629 Mb
亚基因组组成	AA'BB（三基因组）
参考基因组	'Montmorency' (2023)
染色体组型	四倍体

酸樱桃起源

最近的基因组分析表明：

杂交起源：P. fruticosa（四倍体）× P. avium（二倍体，产生未还原的配子）
AA'BB 基因组组成
A 和 A' 来自类似于 P. fruticosa 的祖先
BB 来自类似于 P. avium 的祖先
祖先亚基因组之间几乎没有重组

起源与驯化

地理起源：

小亚细亚（高加索，土耳其）
野生 P. avium 分布范围：从不列颠群岛到高加索

驯化时间线：

时期	事件
~公元前 800 年	在小亚细亚、希腊进行栽培
公元前 72 年	卢库卢斯将樱桃带到罗马
公元 1-5 世纪	传播到整个罗马帝国
16 世纪	引入美洲

分子生物学

自交不亲和性

配子型自交不亲和性 (GSI)：

由 S 基因座控制
S-RNase（雌蕊）+ F-box（花粉）基因
在甜樱桃中鉴定出约 30 种 S 等位基因

S 等位基因命名法：

品种	S-基因型	组
Bing	S3S4	II
Rainier	S1S4	I
Lambert	S3S4	II
Stella	S3S4'	自花授粉

自花授粉突变体：

S4' = 非功能性 S4 等位基因
花粉侧突变
重要的育种目标

开花时间基因

基因	功能	影响
PavDAM	维持休眠	满足低温需求
PavFT	开花促进基因	提前/延迟开花
PavSOC1	开花整合基因	开花时间

果实品质基因

硬度：

PavPG（多半甘露糖酶）：细胞壁降解
PavPME（果胶甲酯酶）：质地

颜色：

PavMYB10：花青素调控
PavUFGT：花青素合成

大小：

LG 2、6、7 上的 QTL
复杂的遗传性

全球产量

产量统计（2024）

全球樱桃产量：

指标	值
总产量	约 500 万吨
种植面积	约 45 万公顷
增长趋势	增长（智利、中国）

主要生产国：

排名	国家	产量（吨）	占比
1	土耳其	900,000	18%
2	美国	321,000	6%
3	智利	502,000	10%
4	乌兹别克斯坦	219,000	4%

出口市场

排名	出口国	价值（2024）
1	智利	28 亿美元
2	美国	5.5 亿美元
3	土耳其	3 亿美元

主要进口国：

中国：约 41.5 万吨（2024/25）
连续增长 10 年以上

育种与遗传学

育种目标

特征	优先级	方法
自花授粉	高	S4' 基因导入
硬度	高	基于 PG 基因的分子标记辅助选择
抗裂性	高	QTL 定位
耐雨性	高	生理学研究
大果	中	QTL 基因导入
低寒需求	中	DAM 基因修饰

分子标记辅助选择

已建立的标记：

特征	基因/QTL	状态
自花授粉	S 基因座	完美标记
果实大小	LG 2 QTL	连锁标记
开花时间	LG 4 QTL	研究中
硬度	PavPG	开发中

活跃的育种项目

项目	地点	重点
华盛顿州立大学	美国	硬度、大小、耐雨性
加州大学戴维斯分校	美国	低寒需求、品质
加拿大农业部	加拿大	抗寒性
博洛尼亚/CRA-FRF	意大利	品质、自花授粉

生理学研究

果实发育

双重 S 形生长：

阶段	持续时间	过程
I	0-25 DAFB	细胞分裂
II	25-45 DAFB	核硬化
III	45-收获	细胞膨大、成熟

雨裂生理学

机制：

通过果皮的渗透吸水
角质层渗透性
细胞壁特性
膨压动态

关键因素：

角质层蜡的组成
角质层厚度
果实表面积与体积之比
渗透势梯度

抗寒性

不同组织在冬季中期的抗寒性：

组织	甜樱桃	酸樱桃
花芽	-10 至 -15°F	-20 至 -30°F
营养芽	-20 至 -25°F	-30 至 -40°F
木材	-25 至 -30°F	-35 至 -45°F

低温需求

模型：

模型	甜樱桃	酸樱桃
低温时数（低于 45°F）	800-1200	600-1000
犹他模型	800-1200	600-900
动态模型	45-60 个单位	35-50 个单位

研究前沿

基因编辑

CRISPR 靶点：

自交不亲和性（S-RNase 基因敲除）
提高硬度（PG 基因修饰）
休眠基因（DAM）
花青素途径

气候适应性

研究重点：

低寒品种
开花期间的耐热性
抗雨裂性
延长收获期

桃小卷蛾抗性

研究方法：

抑制产卵
厚皮品种
RNAi 方法
绝育昆虫技术

研究资源

关键数据库

蔷薇科基因组数据库 (GDR)
NCBI GenBank
樱桃 BAC 末端序列
蔷薇属 SNP 联盟数据

重要期刊

HortScience
Journal of the American Society for Horticultural Science
Tree Genetics & Genomes
Horticulture Research

专业组织

美国果树学会
国际园艺学会
西北樱桃种植者协会

结论

甜樱桃和酸樱桃是重要的温带核果类作物，具有不同的基因组背景——二倍体与四倍体。最近的基因组进展，包括揭示酸樱桃三基因组性质的“蒙莫朗西”参考基因组，可以加速育种关键性状。

重要的研究前沿包括开发抗雨裂和自花授粉的甜樱桃品种、控制桃小卷蛾以及通过开发低寒品种来适应气候变化。

*如有需要，可提供参考文献。本指南汇集了来自《自然》、《园艺研究》、《GDR》和大学研究项目的研究成果。