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为探究多效唑（PBZ）诱导金花茶营养生长向生殖生长转变的机制，广西林业研究院等机构的研究人员开展了转录组和内源植物激素分析。结果发现，PBZ 处理降低了 GA 和细胞分裂素（CTK）水平，诱导了开花基因表达。该研究为金花茶开花机制研究提供了重要依据。
金花茶，作为茶花家族中的璀璨明珠，因其金黄的花色而备受瞩目。它不仅具有极高的观赏价值，在医疗保健和食品生产领域也有着重要的经济价值，其富含的黄酮类化合物，具有抗氧化、抗衰老等诸多功效。然而，金花茶的生长周期却给种植者带来了挑战，幼苗需要 6 - 8 年、嫁接植株需要 5 - 6 年才能开花，这不仅阻碍了传统育种进程，还影响了种植者的经济收益。
为了攻克这一难题，广西林业研究院的研究人员在金花茶的研究上展开了深入探索，相关研究成果发表在《Plant Growth Regulation》杂志上。
研究人员的核心目标是揭示多效唑（PBZ）诱导金花茶从营养生长向生殖生长转变的机制。为了达成这一目标，研究人员精心挑选了 4 年生的金花茶幼苗作为实验材料。在实验过程中，设置了不同的处理组，其中一组进行 PBZ 处理用于诱导花芽（FB），另一组不做处理作为对照组（ck2），同时还采集了处理前的腋芽作为另一对照组（ck1）。
研究中运用了多种关键技术方法。在分子生物学层面，通过 RNA 测序（RNA-seq）对不同处理组的样本进行转录组分析，全面获取基因表达信息；利用实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）对部分差异表达基因进行验证，确保基因表达数据的可靠性。在内源激素分析方面，采用酶联免疫吸附测定（ELISA）技术，精准测定样本中细胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）、脱落酸（ABA）和吲哚 - 3 - 乙酸（IAA）的含量。
研究结果如下：
- 转录组测序与分析：RNA-seq 共生成 313,689,058 条转录本，成功构建了金花茶的参考转录组。通过对比不同时间点以及花芽和营养芽的转录组数据，发现了 10,944 个差异表达（DE）转录本异构体和 12,524 个 DE 基因。其中，花芽与未分化芽（FB vs. ck1）的比较中，差异表达的转录本异构体和基因数量最多，分别为 6,964 个和 8,234 个。进一步对差异表达基因进行功能注释和富集分析，发现这些基因主要参与翻译、转录、形态发生和激素代谢过程等。此外，研究还鉴定出多个与开花相关的转录因子，如 CAULIFLOWER（CAL）、APETALA1（AP1）等，它们在花芽形成过程中可能发挥着重要作用123。
- 激素水平变化：经 ELISA 测定，花芽中 GA 和 CTK 水平显著降低，而 ABA 水平升高。这表明 PBZ 处理抑制了 GA 的生物合成，同时影响了 CTK 和 ABA 的代谢。在激素信号通路和生物合成相关基因的分析中，也发现了多个差异表达基因，进一步证实了激素在金花茶开花过程中的重要调控作用。例如，GA 2-beta - 双加氧酶基因在花芽中表达上调，促进了 GA 的失活；而在 CTK 生物合成途径中，多个基因在花芽中表达下调，导致 CTK 水平下降4910。
- 碳水化合物代谢差异：研究发现，在不同样本类型的比较中，碳水化合物代谢相关基因存在差异表达，且大部分在花芽中呈下调表达。这暗示着碳水化合物代谢可能与金花茶的开花过程存在关联，但其具体作用机制仍有待进一步研究56。
- 基因表达验证：通过 RT-qPCR 对 13 个 DEGs 进行验证，结果显示其表达模式与 RNA-seq 数据高度一致，这充分证明了转录组分析结果的可靠性78。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次对幼年金花茶的花芽诱导进行了转录组和植物激素的综合研究，揭示了许多与开花相关的基因，为后续金花茶开花机制的深入研究提供了宝贵的基因组资源。PBZ 处理通过降低 GA 和 CTK 水平，同时增加 ABA 水平，并诱导了如 AG、SPL1、CAL 和 AP1 等控制营养生长向生殖生长转变的基因表达，从而促进了花芽的形成。
此外，研究还发现早期花芽与营养芽在转录组上有较高的相似性，这表明它们在分化前可能共享相似的初始发育过程，这个 “共享” 时期或许是花芽诱导的关键窗口。
总体而言，该研究为金花茶的开花调控提供了重要的理论依据，对推动金花茶的育种和栽培具有重要意义。未来，研究人员还需进一步验证这些基因的功能，并开展更全面的时间进程转录组研究，以深入了解金花茶这一珍贵物种的开花机制，为其保护和利用提供更坚实的理论基础。
