扬州大学揭示钙在芍药花茎挺直程度中的作用机制

本文转自BioArt植物 ，本文来源园艺研究，有所改动。
芍药是我国传统名花和新兴的高档切花。芍药花朵硕大而茎秆强度不足易致花茎弯曲、花朵下垂，严重影响芍药切花品质。作为细胞壁的组成成分和第二信使，钙在细胞壁形态结构维持和信号传导上发挥着重要作用。近日，Horticulture Research在线发表了扬州大学陶俊教授课题组的题为 EGTA reduces the inflorescence stem mechanical strength of herbaceous peony by modifying secondary wall biosynthesis 的研究论文。本研究采用钙离子专一螯合剂乙二醇四乙酸（EGTA）对芍药进行喷施处理，观察其对芍药花茎挺直程度的影响，探索了钙在芍药花茎挺直程度中的作用机制。

图1 EGTA对芍药茎秆木质部细胞的影响

该研究显示，EGTA处理使得芍药切花茎秆强度降低、挺直程度减小。在EGTA处理后，花茎细胞壁中的钙含量减少；组织化学染色结果显示，木质部次生细胞壁的木质素积累显著降低；微观结构观察发现，木质部中次生细胞壁加厚的细胞层数减少、细胞壁厚度降低。应用蛋白组学分析筛选到响应EGTA处理的差异表达蛋白有43个，其中涉及信号传导相关蛋白8个、次生代谢相关蛋白15个；进一步应用qRT-PCR分析表明，EGTA处理显著下调了涉及钙信号传导和木质素生物合成的相关基因表达。

图2 EGTA对芍药茎秆木质素生物合成的影响

综上，该研究表明，EGTA处理可能通过阻碍钙信号传导来降低木质素的生物合成，进而减少花茎次生细胞壁中木质素积累，最终引起芍药花茎强度降低。该研究为生产上增施钙肥提高芍药切花茎秆品质提供了科学依据。