强化作物茎秆辣椒植物遗传学的新见解

茎秆倒伏是农业生产中面临的一大难题，尤其是像辣椒这样地上部生物量很大的作物。倒伏会降低茎秆的强度和稳定性，严重影响作物的产量和品质。

研究表明，细胞壁成分——纤维素、半纤维素和木质素——对结构支撑至关重要。然而，茄科植物茎倒伏的遗传机制仍大部分未知，这凸显出迫切需要深入探索调节茎强度和抗倒伏性的基因。

据 2024 年 6 月 20 日的《园艺研究》报道，湖南农业大学的科学家已经确定了一个与辣椒茎强度相关的基因。该研究的重点是 CaSLR1，这是一种 MYB 家族转录因子，是通过对易倒伏的辣椒突变体的遗传分析而确定的。

研究结果表明，CaSLR1 在调节细胞壁生物合成方面发挥着至关重要的作用，从而增强茎的强度并最大限度地减少倒伏。该基因的功能在辣椒和番茄中都得到了验证，证明了其在促进茎稳定性方面具有更广泛的相关性。

该研究通过分析抗茎倒伏的辣椒突变体确定了 CaSLR1，表明这种 MYB 转录因子对于次生细胞壁的形成至关重要。沉默 CaSLR1 会导致细胞壁厚度和茎强度显著下降，当同源基因 SlMYB61 被破坏时，在番茄中也观察到了类似的结果。

进一步分析发现，参与细胞壁形成的基因 CaNAC6 正向调控 CaSLR1 表达。实验验证证实 CaNAC6 与 CaSLR1 启动子结合，凸显了 CaNAC6-CaSLR1 模块在维持茎完整性方面的重要性。这项研究加深了我们对茎发育的理解，并为培育抗逆作物提供了新的目标。

这项研究的高级研究员薛晓博士指出：“这一发现揭示了对抗辣椒茎倒伏的关键遗传因素。通过了解 CaSLR1 如何调节细胞壁的生物合成，我们可以制定精准的育种策略来强化茎秆并提高作物产量。我们的发现不仅增强了植物遗传知识，而且对可持续农业也具有重要意义。”

CaSLR1 在增强茎强度方面的作用的发现为旨在提高辣椒和西红柿抗倒伏性的育种计划开辟了新的机会。通过关注这一基因，育种者可以开发出能够最大程度减少茎断裂的品种，从而减少产量损失并提高整体生产力。

此外，了解调节茎强度的遗传途径可以为增强其他作物的恢复力提供策略，有助于制定更可持续、更稳定的农业实践来应对环境挑战。