抑制油菜素甾醇生物合成降低茎秆资源竞争提升花椰菜花球产量

《Journal of Experimental Botany》：Reduced resource competition from the stem when brassinosteroid biosynthesis is inhibited enhances curd yield in cauliflower

本研究针对花椰菜茎秆生长与花球资源分配机制不明的问题，来自国内的研究人员通过分析生长动态及转录组模块性状，发现茎秆作为库器官与花球竞争资源。利用油菜素甾醇（BR）生物合成抑制剂丙环唑（PCZ）处理证实，BR正向调控茎秆干物质积累和伸长；1000 μM PCZ处理通过提高花球中蔗糖、纤维素和干物质积累，显著增加花椰菜和青花菜的花球产量及收获指数。该研究为通过优化茎-花球资源分布提高花椰菜产量提供了新策略。

　　

茎秆在不同植物物种和发育阶段扮演着多种角色。然而，在花椰菜中，茎秆的生长及其向花球的资源分配机制尚未得到充分研究。为揭示这些过程间的潜在联系，研究人员分析了花椰菜茎秆和花球的生长动态。结果表明，从现蕾期到商品成熟期，茎秆的干重和长度持续增加，而此阶段的茎秆干物质积累量与现蕾期的茎长呈负相关，同时也与花球产量负相关。这暗示茎秆作为库器官，可能与花球竞争资源。

对转录组数据进行模块性状分析发现，油菜素甾醇（Brassinosteroid, BR）相关通路与茎秆的库容量和长度存在强相关性。因此，研究者在花椰菜的幼苗期和快速伸长期使用了BR生物合成抑制剂丙环唑（Propiconazole, PCZ）进行处理，以探究BR是否调控资源分配。在快速伸长期施用PCZ减少了茎秆的干物质积累和长度，证实了BR对这些性状的正向调控作用。

值得注意的是，在田间生长的花椰菜和青花菜上，施用1000 μM的PCZ提高了花球产量。PCZ处理与花球中更高的蔗糖、纤维素和干物质积累相关联，进而提升了花球产量和收获指数。因此，本研究揭示了通过优化茎秆与花球间的资源分布可以提高花椰菜的产量。