減少氮肥施用量雖能緩解環(huán)境惡化和資源浪費等問題，卻可能加劇小麥小花退化現(xiàn)象，導致產量下降。油菜素甾醇（BRs）已被發(fā)現(xiàn)在低氮誘導的水稻小穗退化中發(fā)揮作用。然而，油菜素甾醇是否參與施氮量對小麥小花退化的調控及其涉及的機制尚不清楚。

近日，西北農林科技大學農學院作物栽培生理團隊完成的研究在《農業(yè)科學學報(英文)》 (Journal of Integrative Agriculture，JIA)正式發(fā)表。研究發(fā)現(xiàn)，低氮脅迫通過加劇西農538的小麥小花退化，減少了每穗可孕小花數，從而減少了每穗粒數和產量。

外源噴施油菜素內酯（第二排）可緩解小花退化。JIA供圖

對低氮脅迫下的小麥植株進行外源葉面噴施，結果表明，外源噴施24—表油菜素內酯（EBR），可通過改善小花細胞內的氧化還原穩(wěn)態(tài)，緩解小花退化，增加了每穗可孕小花數和每穗粒數。

在低氮處理下，小麥穗中積累了較高水平的活性氧，導致植株遭受氧化脅迫。盡管小麥能感知氧化脅迫并合成類黃酮類抗氧化物質來清除活性氧，但由于抗壞血酸和還原型谷胱甘肽等抗氧化物質含量不足、抗氧化酶活受到抑制及ATP和能荷水平低下，穗內活性氧水平仍處于較高水平。高水平的活性氧觸發(fā)了幼穗小花原基細胞的死亡，加劇了小花退化，導致可孕小花數減少。

在低氮條件下，外源葉面噴施24—表油菜素內酯能夠優(yōu)化碳骨架在糖酵解中間產物中的分配，為三羧酸循環(huán)提供了更充足的前體物質；同時促進了三羧酸循環(huán)的運轉，合成了更多ATP，為穗的發(fā)育提供了能量支持；還增加了穗抗氧化物質抗壞血酸和還原型谷胱甘肽的含量，改善了細胞內的氧化還原狀態(tài)；促進了抗氧化酶活性，最終協(xié)同緩解了氧化脅迫，緩解了小花退化。

西北農林科技大學教授劉楊為該文章的通訊作者，該校博士生梁子蒙為該文章第一作者。該研究得到了陜西省重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金的資助。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jia.2024.03.035