为何植物开花有早晚

来源：科技日报    发表时间：2021-03-05

自然界很神奇，不同植物的开花时间不一样，到底是什么神奇的力量在调控开花时间？科学家们一直在探寻这个奥秘。

开花时间是关键的农艺性状，对植物产量和品质有着重要影响。一般来说，每种植物都有最佳花期，在此期间开花，就能实现稳产高产。但如果花期提前或者滞后，就会给产量带来不良影响。

玉米在开花时期对高温异常敏感，如果在7月份高温天气开花，会导致雌雄花期不协调和授粉失败，严重时颗粒无收，给农业生产带来重大损失。因此解析植物的开花机制，对植物分子辅助育种，提高作物产量具有重要的现实意义。

植物进化是一个漫长的过程，同一类植物分布在不同的区域，为了适应不同的环境，在进化过程中遗传基因会发生不同的变化，出现丰富的自然变异，从而维持了各种花期类型，这种现象在模式植物拟南芥中非常普遍，是遗传多样性的一个重要特征。

有研究发现，FRIGIDA（FRI）和FLOWERING LOCUS C（FLC）是抑制植物开花的两个关键基因。比如，冬小麦之所以需要过冬，主要是因为FRI和FLC的同源基因表达水平很高，抑制了冬小麦开花，经过秋冬两季长时间的低温，FLC表达水平就会慢慢下降，等到来年春天，随着气温的逐步升高，冬小麦才得以开花结果。同时，只有在FRI和FLC共存的情况下，才能发挥抑制开花的功能，任何一个基因的缺失都会导致植物早开花。

在不同类型的拟南芥中，FLC的表达水平有很大差异。花期调控关键基因就是SSF。SSF基因编码的蛋白质担负着调控花期的功能。通过进一步研究发现，SSF基因编码的蛋白质具有两个变异类型——SSF414D和SSF414N。植物体广泛存在的蛋白泛素化修饰和降解系统能识别这两种蛋白质，并调控SSF蛋白质水平的高低，从而影响开花抑制基因FLC的表达水平，导致植物花期发生改变。

SSF基因的两种变异类型很神奇，SSF414D和SSF414N虽然都能抑制植物开花，但414D功能更强更明显，414N相对表现不明显。414D主要存在于北方的植物中，相对来讲可以使植物晚开花，适应北方的寒冷气候；而414N主要存在于南方的植物中，相对来讲调控植物早花，以适应南方较为温和的生长环境。（吴长锋）

编辑：weimin