论文标题：Effects of Exogenous 24-Epibrassinolide Leaves Spraying Application on Chlorophyll Accumulation and Gene Expression Profiles of Chlorophyll Metabolism in Celery

论文链接：https://doi.org/10.3390/horticulturae9121279

期刊名：Horticulturae

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/horticulturae

文章导读

芹菜是伞形科重要的叶菜类作物，其叶片及叶柄中叶绿素的含量和比例对芹菜生长发育和产品品质有重要影响。24-表油菜素内酯 (24-epibrassinolide, 24-EBL) 为油菜素甾醇 (brassinosteroids, BR) 人工合成类似物，具有较高的生理活性，可改善作物生长发育状况及营养品质。外源24-EBL处理对芹菜叶绿素积累及叶绿素代谢的影响有待研究。南京农业大学园艺学院熊爱生教授及其团队在 Horticulturae 期刊发表文章“Effects of Exogenous 24-Epibrassinolide Leaves Spraying Application on Chlorophyll Accumulation and Gene Expression Profiles of Chlorophyll Metabolism in Celery”。分析了芹菜在不同生长阶段，24-EBL处理对其叶片和叶柄中叶绿素含量和比例的影响。并结合叶绿素代谢相关基因相对表达水平进行分析，对24-EBL影响叶绿素代谢分子机制的深入研究具有参考价值 (图1)。

图1. 外源24-EBL处理对芹菜外观及叶色的影响。

研究过程与结果

本研究以‘宁芹1号’品种芹菜为试验材料，设置1.04 × 10−6 mol·L−1和1.67 × 10−6 mol·L−1两个24-EBL处理浓度。从播种后45天 (即45 DAS，days after sowing，播种后天数) 起，每7天对其进行喷施处理，对照组则施以等量清水100 ml，共计喷施3次。试验开展于南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室伞形科蔬菜作物研究室人工气候生长室，环境条件控制为白天25 ℃ 16 h，夜间18 ℃ 8 h。每次处理结束一周后，对各组芹菜叶片及叶柄进行分别取样，测定叶绿素含量 (包括叶绿素a、叶绿素b)、比例及叶绿素代谢相关基因相对表达水平。每个处理均设3个生物学重复，结果取平均值。

试验结果表明，适宜浓度的24-EBL可通过诱导叶绿素合成和循环相关基因表达，或在一定程度上抑制叶绿素降解相关基因表达，显著增加叶绿素含量 (尤其是叶绿素b) 并影响叶绿素比例。对于不同的生长阶段及叶片的不同部位，最适宜叶绿素积累的24-EBL处理浓度不尽相同。第一阶段 (45~52 DAS)，1.04 × 10−6 mol·L−1的24-EBL处理诱导了叶绿素合成相关基因 (AgCAO和AgCHLG) 及叶绿素循环相关基因 (AgCLH) 的表达，可显著提高芹菜叶柄叶绿素b含量。在第二和第三阶段 (52~66 DAS)，叶绿素合成和循环相关基因 (AgCHLG和AgCLH) 及叶绿素降解途径相关基因 (AgNYC和AgPPH) 表达水平均下调，1.67 × 10−6 mol·L−1的24-EBL处理更有利于叶绿素积累，显著提高了叶片的叶绿素积累水平 (图2)。

图2. 外源24-EBL处理对芹菜叶片叶绿素含量及比例的影响。

研究总结

本文采用不同浓度24-EBL进行叶面喷施处理，测定其对芹菜不同生长时期叶片及叶柄中叶绿素含量、比例及代谢相关基因表达水平的影响，获得如下结论：

? 适宜浓度的24-EBL叶面喷施可提升芹菜叶绿素含量，最适处理浓度可因植株年龄及叶片部位而异，处理浓度过高可能抑制叶绿素积累；

? 外源24-EBL可能通过诱导叶绿素合成 (AgCAO和AgCHLG) 及循环再生 (AgCLH) 相关基因表达，或抑制叶绿素降解相关基因 (AgNYC和AgPPH) 表达，提高芹菜叶绿素积累水平；

该项研究成果可为24-EBL调控叶绿素代谢分子机制及关键基因的深入探究提供参考。

Horticulturae 期刊介绍

主编：Luigi De Bellis, Università del Salento, Italy

期刊重点关注温带到热带园艺的所有领域及相关学科，主题包括果树、蔬菜、花卉、苗圃和风景、以及草药和香料作物等，研究涉及整个园艺供应链。