菜心(Brassica campestris L.ssp.chinesis var.utilis Tsen et Lee)为十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种中的一个变种,是华南地区特产和栽培面积最大特产蔬菜。菜心是一种菜薹类蔬菜,菜薹是菜心产品器官,菜薹的形成和发育状况决定了菜心的产量。因此研究菜心的抽薹机理及发育规律具有重要的理论和应用价值。本研究在以菜心早熟品种“油绿501”、中熟品种“油绿701”和晚熟品种“翠绿80天”为材料,研究不同熟性菜心的低温敏感性,进一步以早熟品种和晚熟品种为材料,研究低温对菜心抽薹开花、生长发育、细胞结构以及内源激素的影响;并以早熟品种为材料,研究低温对赤霉素合成关键酶基因表达的影响,综合分析内源激素在低温诱导菜心抽薹开花中的作用。主要结果如下:1.低温对菜心抽薹开花的影响。不同的低温处理均可促进不同熟性菜心品种的抽薹和现蕾,且促进效果与低温处理时间呈明显的正相关,即随着处理时间的加长,越早抽薹和现蕾。但不同处理间的离散程度存在差异,以早熟品种“油绿501”离散程度最低,说明其对低温更为敏感。2.低温度对菜心生长性状发育的影响。低温显著促进早熟品种“油绿501”和晚熟品种“翠绿80天”薹茎的伸长,降低其茎粗,对早熟品种作用效果更显著。相比常温处理,低温处理(15℃,5d)在苗期、现薹期、现蕾期、快速抽薹期和开花期均可增加菜心茎尖内源激素赤霉素(GA)、生长素(IAA)和细胞分裂素(CTK)含量,在苗期和现蕾期抑制菜心茎尖髓部细胞的纵向伸长。3.赤霉素和烯效唑对菜心抽薹开花、生长性状及内源激素的影响。外源喷施赤霉素,促进了早熟“油绿501”和晚熟“翠绿80天”菜心抽薹、现蕾和开花;促进菜心茎尖内源GA含量。低温处理显著促进菜心薹茎的伸长,且在整个生长期菜心茎尖GA含量均高于常温处理,同时低温处理后在外源喷施赤霉素对菜心抽薹具有正向叠加效果。相反的是,外源喷施烯效唑抑制早熟“油绿501”和晚熟“翠绿80天”菜心抽薹,且严重抑制菜心薹长的伸长,菜心茎尖内源GA含量低于外源喷施去离子水处理,烯效唑抑制低温作用。4.低温对菜心茎尖GA合成关键酶基因表达的影响。分析GA合成通路三种关键酶基因的表达量发现,低温处理下前期合成关键酶Bruc CPS、中期合成关键酶Bruc KAO1(Bruc KAO1、Bruc KAO2)和晚期合成关键酶Bruc GA20ox(Bruc GA20ox2)的表达量在苗期及抽薹期均显著高于对照。综上所述,低温处理能显著提高菜心茎尖GA合成关键酶基因的表达,进而提高茎尖GA含量及IAA和CTK的含量,促进菜心薹茎伸长及花芽分化,从而促进菜心的提前抽薹和开花。