在年Grove等科学家通过蜜蜂收集了kg的油菜花花粉，分离纯化得到4mg的油菜素，通过X射线衍射和超微量分析方法第一次确定了油菜素的分子结构，并正式命名为油菜素内酯（Brassinolide，BL）,也叫芸苔素内酯。
芸苔素内酯在年第十六届国际植物生长物质大会上被定为第六类植物激素，至今已有二十多年的历史，科学家们对其生物合成途径进行了大量的研究，取得了一定的成果，下面就带大家一起了解一下吧。
芸苔素内酯的生物合成
研究人员在多种植物种发现了油菜素固醇类化合物，包括茶甾酮、蓖麻甾酮和香蒲甾醇等，并利用放射性同位素标记等方法确定了这些化合物在芸苔素内酯生物合成路线中所处的位置。生物合成芸苔素内酯的重要前体为油菜烷甾醇，从油菜烷甾醇到目标产物有两条路线，早发C6氧化和迟发C6氧化。
早发C6氧化（图1）和迟发C6氧化的起始化合物均为油菜烷甾醇，在植物体内由油菜烯甾醇到油菜烷甾醇需要四步，其合成途径如图1所示。
图1.油菜烷甾醇合成途径
早发C6氧化（图2）是指C6的氧化早于侧链和A环，油菜烷甾醇首先转化为6a-羟基油菜烷甾醇，然后生成6-氧代油菜烷甾醇，6-氧代油菜烷甾醇通过C22的羟基化得到香蒲甾酮，香蒲甾酮通过C23的羟基化得到茶甾酮，茶甾酮先转化为3-脱羟基茶甾酮中间态，然后生成香蒲甾醇，由此完成C3构型由β到α的转变，香蒲甾醇通过C2羟基化和B环内酯化后得到芸苔素内酯。
图2.芸苔素内酯早发C6氧化生物合成路线
迟发C6氧化C6的氧化晚于侧链和A环，油菜烷甾醇通过侧链C22、C23的羟基化得到6-脱氧茶甾酮，6-脱氧茶甾酮通过中间态3-脱羟-6-脱氧茶甾酮转变为6-脱氧香蒲甾醇，6-脱氧香蒲甾醇通过C2羟基化得到6-脱氧蓖麻油酮，然后经过C6氧化和内酯化得到芸苔素内酯。
图3.芸苔素内酯迟发C6氧化生物合成路线
芸苔素内酯合成的相关基因和酶
研究者利用拟南芥、豌豆、番茄和水稻的Br生物合成突变体克隆了许多编码Br生物合成酶的基因；这些突变体表现为Br缺乏，并在施用外源性Br后恢复为野生型表型。Br突变体的共同特征是植株矮小健壮，叶短而圆，深绿色，繁殖能力降低或无法繁殖，同时BR突变体在黑暗中生长时，表现出不同程度的去*化作用。
大多数拟南芥突变体在黑暗中下胚轴较短，子叶伸展，表现出去*化表型，当在光照下生长时，这些突变体植株较矮，叶片为卷曲的深绿色，顶端优势降低；繁殖能力降低，衰老延迟；豌豆BR生物合成突变体植株矮小，但叶子没有卷曲，也没有暗生长表型。
番茄Br生物合成突变体在黑暗中生长时，子叶闭合，而在光照下生长时，植株矮小，腋生分支减少，叶形态异常；水稻Br突变体具有去*化表型，中胚轴和节间伸长受限。Br突变体之间的一些差异可能反映了特定的Br作用。下文总结了近年来国内外已被克隆的BR生物合成酶的研究现状。
SAX1
SAX1突变株最初是作为一种生长素超敏突变株分离出来的，但后来发现SAX1突变株具有显著的ABA超敏反应。SAX1表型可以通过施用外源性Br的方式恢复野生型，表明SAX1是Br生物合成突变株。
DET2（DWF6，CRO1）
拟南芥DET2突变体是一个参与光调控发育的去*化突变体，DWF6，CRO1为DET2的等位基因。DET2基因位于2号染色体，编码一种类似于哺乳动物类固醇5α-还原酶的蛋白质。DET2蛋白在人体肾细胞中表达时，催化几种动物类固醇的还原，人类类固醇5α-还原酶可使DET2突变型恢复。
DWF4(CRO3)
dwf4基因位于3号染色体，cro3是其等位基因，编码一种细胞色素P单加氧酶（cyp90b1），该酶与23α-羟化酶cpd具有43%的同源性。dwf4突变体主要作用为催化22α-羟基化，并且仅在施用22α-羟基化及其下游的BRS之后恢复野生型表型。
CPD(CBB3,DWF3)
研究者利用T-DNA标记技术分离出了CPD突变体，该突变体在黑暗中显示去*化，光照下，CPD得株高为野生型的3%-5%，cpd基因位于染色体5的顶部，编码细胞色素p（cyp90a1），这是在br生物合成途径中发现的第一个p。
PEALK
PEALK是一种极端矮化突变体，是因为缺少5α-还原酶而无法合成BRs，其功能与DET2相同，是DET2的同源基因。
番茄DWAR
番茄DWARF基因编码细胞色素P（cyp85a1），番茄DWARF突变体显示植物体内6-脱氧栗甾酮积累，表明DWARF基因的作用为催化6-脱氧栗甾酮转化为栗甾酮。后续研究证明DWARF酶可催化多种6-脱氧BRs。
包括6-脱氧香蒲甾醇、3-脱氢-6-脱氧茶甾酮、6-脱氧茶甾酮等。与DWARF同源的基因拟南芥BR6ox和水稻OsDwarf都表现出相同的功能，因此DWARF基因可连接早发C-6氧化和迟发C-6氧化。
油菜烷甾醇的生物合成
油菜烷甾醇为萜类化合物，在生物体内以异戊烯基焦磷酸为前体逐步合成法呢基焦磷酸，两分子法呢基焦磷酸通过聚合生成角鲨烯，角鲨烯通过一系列的闭环反应形成环阿屯醇，环阿屯醇经过氧化等生成油菜烷甾醇。