Fig. 1 Physiological characteristics of four apple cultivars during development.
本研究选取‘福美’、‘福丽’、‘福星’和‘富士’四个苹果品种，在盛花后30至180天定期采样观察。表型观察显示，所有品种在120天后果皮颜色由绿转红，其中‘福美’着色迅速且完全，表面呈现明显油润感（图1a）。果实重量总体呈上升趋势（图1b）。最为突出的是，120天后‘福美’的蜡质含量急剧上升，至180天时达到峰值，约为其他三个品种的两倍，表明‘福美’是一个高蜡质苹果种质（图1c）。
Fig. 2 SEM images of the fruit skins of ‘Fumei’, ‘Fuli’, ‘Fuxing’, and ‘Fuji’ apple varieties.
扫描电镜观察进一步揭示了四个品种果皮蜡质微观结构的差异。在200倍视野下，四个品种果皮表面均呈现光滑且带有浅沟槽的纹理。随着发育进程，30至150天期间果面出现球状或颗粒状蜡质结构，随后逐渐连接成连续的蜡质层；至180天成熟时，沟槽状蜡层完全形成，蜡质间隙大小顺序为‘富士’ > ‘福星’ > ‘福丽’ > ‘福美’（图2左）。2000倍放大显示，‘富士’从90天开始形成片状蜡质层，150天最为显著；而‘福美’在180天时表面蜡质呈现出明显的波纹状，晶体排列更加均匀致密，导致表面光泽更强（图2右）。
Fig. 3. Analysis of wax layer thickness in ‘Fumei’, ‘Fuli’, ‘Fuxing’, and ‘Fuji’ apple varieties.
为研究蜡质层厚度差异，对果皮垂直切面进行了电镜观察和厚度测量。结果显示，四个品种在30至120天期间蜡质层厚度差异不显著，均维持在较低水平。自采后150天开始，‘福美’的蜡质层显著增厚，至180天达到最大值，其他三个品种的蜡质层厚度虽有增加，但增幅明显小于‘福美’（图3a,b）。这一结果与图1c中蜡质总量的变化趋势高度一致，进一步证实了‘福美’在发育后期蜡质大量积累的特性。
Figure 4. Wax composition and content in fruit peel of different apple cultivars
GC-MS分析表明（图4），四个品种表皮蜡质主要由烷烃、脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛组成，但各组分比例和动态变化存在显著品种差异。‘福美’中，烷烃比例先降后升，而脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛则先升后降，酯类合成始于120天；其后期烷烃含量急剧增加，脂肪酸相对较低，脂肪醛比例自90天起显著高于其他品种（达20%左右），脂肪醇也维持较高水平。相比之下，‘福丽’烷烃在30天后下降约49.06%，‘福星’无酯类合成，‘富士’烷烃在120天达峰值（56.3%）。‘福美’独特的组分变化可能是其果皮呈现油腻质地的重要原因。
.Fig.5.Analysis of the alkane content of the wax component of apple pericarp of different varieties.
进一步分析发现，‘福美’中烷烃种类丰富，奇数碳链占优势，且C20以上长链烷烃在后期占主导地位（图5a）；‘福丽’以长链C36、C44烷烃为主（图5b）。‘福星’和‘富士’以偶数碳链为主（图5c,d）。脂肪酸分析显示（图S1），‘福美’鉴定出6种，后期合成C25和C29，其他品种种类较少；脂肪醇方面（图S2），四个品种均以C31含量最高；脂肪醛分析表明（图S3），‘福美’鉴定出4种，以C27为主，组成更复杂、浓度更高。酯类（图S4）仅在‘福美’后期合成C23、C31、C33酯；‘福丽’合成少量C27和C31酯，‘福星’和‘富士’未检测到酯类。三萜类分析显示（表S2），‘富士’含量最高，‘福美’最低，其高蜡质主要源于脂肪族化合物。‘福美’果皮的油腻感可能与C13、C21、C32烷烃，C25、C29脂肪酸，C21、C27、C28脂肪醛及C23、C33酯的增加密切相关。
Fig.6. Analysis of gene expression levels for wax biosynthesis in different varieties of apple peels.
为解析‘福美’高蜡质形成的分子基础，检测了蜡质合成关键基因的表达水平。结果显示，CER1、CER2、CER4、LACS2、KCS1和KCS7在‘福美’中的表达量均显著高于其他品种，且在发育后期（120–180天）维持高表达，与蜡质积累和烷烃增加趋势高度一致。这表明多个基因的协同上调是‘福美’高蜡质特性的重要分子基础。进一步对蜡质合成相关转录因子的表达分析显示（补充图S5），MdMYB94在‘福美’中的表达水平显著高于其他三个品种，且在发育后期持续高表达，提示其可能为调控‘福美’高蜡质形成的关键转录因子。
Fig. 7. MdMYB94 regulates wax accumulation in apple pericarp
为验证MdMYB94在蜡质合成中的功能，研究进行了苹果果皮瞬时过表达（图7a）和VIGS沉默实验（图7d）。过表达MdMYB94后，蜡质含量较对照组显著增加（图7b）；蜡质合成结构基因表达上调（图7c）；蜡质组分分析表明（补充图S6a,b），过表达后C13、C15、C17、C22、C26、C28烷烃及C31脂肪醇含量显著增加。相反，沉默MdMYB94后，蜡质含量较对照组显著降低（图7e）；蜡质合成相关基因表达显著下调（图7f）。组分分析显示（补充图S6c,d），C9、C11、C13、C20、C26、C30烷烃及C31脂肪醇含量显著减少。综上MdMYB94是苹果果皮蜡质合成的正调控因子。
Fig.8. This model demonstrates the transcriptional regulation of MdMYB94 in the apple wax pathway.
综合以上研究结果，团队提出了MdMYB94调控苹果蜡质合成的分子模式（图8）：在果实发育后期，‘福美’中高表达的转录因子MdMYB94通过激活蜡质合成通路中的多个结构基因，从而增加烷烃、脂肪醇、脂肪醛等组分的合成与积累，最终导致果实表皮蜡质总量显著增加，赋予‘福美’苹果独特的高蜡质特性和表面光泽度。
