牡丹是我国特有的民族资源植物，有“长一尺，退八寸”之说，即当年生开花枝仅有基部形成腋芽的部位能够木质化，可正常越冬，长度约占年生长量的1/4；而其他的3/4却木质化程度很低，且秋冬季“退梢枯萎”。“退梢”的长度决定着油用牡丹收获的高度与产量；牡丹茎、叶和果实的生物量大，富含不饱和脂肪酸与酚类等物质，具有重要的油用、药用价值，但其当年生枝的生长发育机理及与木质化相关的重要成分积累规律鲜见报道。研究牡丹当年生枝的木质化形成机理，对研究芍药属植物草质茎与木质茎的系统演化规律及新型油料作物油用牡丹的机械化采收具有重要意义。
2023年9月，Horticulture Research 在线发表了中国科学院植物研究所（国家植物园）芍药科多样性与种质创新研究团队题为Histology, physiology, and transcriptomic and metabolomic profiling reveal the developmental dynamics of annual shoots in tree peonies (Paeonia suffruticosa Andr.) 的研究论文。
针对牡丹的“退梢”现象，通过组织学、生理学、转录组学和代谢组学研究了牡丹当年生枝木质化过程，次生细胞壁成分（木质素、纤维素和半纤维素）和碳氮的积累规律，当年生枝不同部位基因表达和激素类代谢物含量的变化；挖掘出与当年生枝发育相关的枢纽基因。该研究通过选取油用牡丹‘凤丹’和观赏牡丹‘洛阳红’2个品种，观察到二者当年生开花枝的木质化发育进程相似，其中上部（U）无明显的厚壁组织，木质素沉积程度、纤维素含量以及碳氮比均低于基部（B），致使开花枝上部秋冬季“退梢”；结合转录组和代谢组数据，分析当年生枝不同部位基因表达和植物激素代谢物含量的变化，共检出36种植物激素代谢物，其中‘凤丹’33种、‘洛阳红’31种；此外，筛选到与木质素生物合成、碳氮代谢和植物激素信号转导相关的差异表达基因‘凤丹’302个、‘洛阳红’240个，鉴定出与当年生枝发育相关的36个结构基因和40个转录因子高度共表达，并挖掘出参与该发育过程的8个枢纽基因（POD、GAPA、NRT、AUX1、CKX、PP2C、CYCD3和NPR1）。该研究揭示了牡丹当年生枝的发育过程中形态结构、次生细胞壁成分、碳氮比、植物激素及相关基因表达水平的动态变化规律，解析了牡丹“长一尺，退八寸”谚语的形成原因，为油用牡丹产业种质创新及机械化采收提供了理论基础。
油用牡丹‘凤丹’当年生枝的表型及显微观察
牡丹当年生枝发育相关的转录因子与结构基因的共表达网络分析
