在温暖的世界里西兰花看起来更像花椰菜

正如经验丰富的园丁所知，西兰花头不能正常发育，在较高温度下生长时会像花椰菜。一项新的研究确定了为什么西兰花头在炎热时变得异常的遗传基础，提供了对气候引起的变暖对所有作物的影响的深入了解，并为培育耐热新品种指明了方向。

西兰花在凉爽的早春或夏末种植到秋季时生长最好。研究人员发现，虽然西兰花在61华氏度的平均温度下正常生长，但其冠部在72华氏度时开始变形，并在82华氏度时形成密集的花椰菜状头部(称为凝乳)。

然后，研究人员应用了5-氮杂胞苷，这是一种已知可抑制称为DNA甲基化的过程的化学物质，在该过程中，甲基(一种小分子)被添加到DNA中。甲基化是开启和关闭基因的一种机制。在这种情况下，它抑制了正常西兰花头部生产所需的一组基因。当施用5-氮杂胞苷时，即使在82华氏度时，正常的西兰花头也会生长，这表明在存在热的情况下甲基化是导致异常生长的原因。

“一旦我们更好地理解了这种机制，我们就应该能够设计出开发新生物技术的方法，一种抑制DNA甲基化的分子遗传学方法，以便培育出能够在更温暖的温度和更广阔的地区生长的作物，”SushengGan说。，农业与生命科学学院综合植物科学学院植物生物学系教授，12月22日发表在《分子园艺》杂志上的论文的共同通讯作者。

中国杭州浙江大学植物科学教授陈立平是另一位通讯作者。

变暖的温度会影响植物生长发育的各个方面。花的发育特别复杂并且对温度敏感，热量会降低西兰花等蔬菜的质量和产量，而西兰花的整个头状花序——包括茎、茎、叶和花——都被食用。虽然还需要更多的研究，但Gan认为，在更高的温度下，参与花发育的基因的DNA甲基化可能在所有作物中都得到保存。

在这项研究中，研究人员使用全基因组测序技术对西兰花植物(Brassicaoleracea)进行了分析，该技术确定了植物的甲基化组——基因组甲基化发生的位置——及其转录组——确定了哪些基因被打开。他们发现西兰花的异常花发育受一组花发育停止相关基因(FCG)的调控。在华氏61度时，西兰花头(它的花蕾)发育正常。在82华氏度和72华氏度的较小程度上，开启FCG的遗传元素的甲基化受到抑制。

当在较温暖的温度下生长时，花的发育会局限于发育的早期阶段。因此，在72华氏度时，西兰花芽被限制在一个阶段，它们看起来像西兰花头和花椰菜凝乳之间的杂交;在82度时，它们甚至更不发达，类似于花椰菜状的凝乳。

未来的研究将研究FCG在高温下DNA甲基化背后的机制。