2025年十字花科果实类型

十字花科植物的果实类型在植物学中具有高度一致性，其核心特征始终围绕 ** 角果（silique）展开，具体分为长角果（siliqua）和短角果（silicula）** 两大基本类型。这一分类体系在最新的研究中（如 2024 年中国科学院及国家植物园的成果）得到进一步验证，且未发现颠覆性的分类调整。以下从基础类型、形态变异、分子机制及分类争议四个维度展开说明：

一、基础果实类型：角果的核心特征

1. 长角果（Siliqua）
   

   • 形态：长度显著大于宽度（通常超过宽度的 3 倍），成熟时沿腹缝线开裂，种子附着于假隔膜两侧。
   • 典型物种：油菜（Brassica napus）的细长果实、萝卜（Raphanus sativus）的圆柱形角果。
   • 经济价值：油菜籽作为全球重要油料来源，其长角果的开裂特性直接影响机械化收割效率。

   
   

2. 短角果（Silicula）
   

   • 形态：长度与宽度相近或略长（通常不足宽度的 3 倍），开裂方式与长角果一致，但果实更紧凑。
   • 典型物种：荠菜（Capsella bursa-pastoris）的倒心形果实、独行菜（Lepidium apetalum）的近圆形角果。
   • 生态适应：短角果在高山流石滩等恶劣环境中更易传播，例如 2022 年云南轿子山发现的新物种心果半脊荠（Hemilophia cordicarpa），其心形短角果通过增大表面积增强风力传播效率。

   
   

二、形态变异：角果的多样化表现

尽管基础类型稳定，十字花科果实仍存在显著的形态可塑性，这与基因调控及环境适应密切相关：

• 特殊形态：
  

  • 念珠状角果：如大花蚓果芥（Torularia humilis f. grandiflora）的果实呈串珠状，每节含 1 粒种子，通过分段脱落适应干旱区传播。
  • 翅状结构：部分物种（如绵果荠Lachnoloma lehmannii）的角果具膜质翅，利于风力扩散。
  • 肉质化角果：少数类群（如豆瓣菜Nasturtium officinale）的果实未完全木质化，吸引动物取食传播。

  
  

• 分子机制：
  2024 年的研究揭示，干细胞特征基因 STM通过正反馈调控环影响果瓣细胞分裂与极性生长，从而塑造果实形状。例如，淡红荠（Capsella rubella）的心形角果是由于果瓣顶端细胞分裂活性集中，导致局部外凸。这一机制解释了十字花科果实从长角果到短角果的连续变异谱。
  

三、分类争议与系统发育

1. 科下分类的历史分歧：
   传统分类基于果实长度（长角果族 vs. 短角果族），但分子系统学研究（如 APG IV 系统）发现这一划分存在人为性。例如，独行菜族（Lepidieae）同时包含长角果和短角果物种，说明果实形态并非严格的演化标记。
   

2. 新类群的发现：
   近年在青藏高原及周边发现的特有种（如心果半脊荠）进一步丰富了角果形态多样性，但均未突破角果的基本结构。例如，心果半脊荠的 “心形” 短角果本质上是子房发育过程中腹缝线不对称生长的结果，而非新果实类型。
   

四、2025 年研究展望

当前研究焦点已从形态描述转向分子调控网络解析：

• 基因编辑应用：通过 CRISPR 技术敲除 STM 结合元件，可改变拟南芥果实形状，未来可能用于培育抗倒伏、易收获的油菜品种。
• 演化生物学：十字花科果实多样化被归因于全基因组复制事件（如古六倍体化），后续研究将结合多组学数据追溯关键基因的演化轨迹。

总结

2025 年十字花科果实类型的核心认知仍以 ** 角果（长角果 / 短角果）** 为基础，形态变异受基因调控与环境选择共同驱动。尽管分类学争议持续（如族级划分的调整），但果实类型本身未发生系统性改变。这一稳定性为作物改良提供了坚实的理论框架，例如通过调控 STM 表达优化油菜角果抗裂性，或利用短角果物种开发新型药用植物资源。