开花素：掌控花落花开

　　花开花落，从地球出现植物起，这个亘古不变的规律就一日日地主宰着植物界。或许对于普通百姓来说，看惯了植物的开花已感到它再平常不过，但对于科学家，为探究花儿为什么到一定时间要开？它的机理是什么？是什么关键物质在悄悄地起着作用，他们已经苦苦探索了上百年。

　　2005年底，《科学》杂志把开花机制的研究进展列为“全球十大科学进展”之一，他们认为科学家揭示了几个有关植物开花和其他神秘特征的关键分子线索。例如，植物分子生物学家找到了启动植物季节性发育的信号，一项研究发现了刺激开花的基因，还有一项研究则发现了令人惊异的隐藏的RNA。

　　而这种RNA可能就是科学家们几十年来苦苦寻觅的被称为“开花素”的神秘物质，或者与它有重要关联？

　　———专家解读———

　　白书农（北京大学教授）：

　　从专业角度看，开花是茎端分生组织从长叶子改变伟长花器官的过程，它对植物完成生活周期至关重要，因为植物要完成生活周期必须先形成合子，然后形成配子（相当于人的精子），植物形成配子的过程必须先经过形成花器官。同时，开花在农业生产上起着关键的作用，人们食用的东西大部分是果实和种子，而这些结构的形成也必须经过开花过程，这就是开花研究为什么如此重要，而吸引众多科学家多年为之奋斗的原因。

　　现在，瑞典科学家的研究可能揭示了开花的机制，他们发现的由FT基因产生的RNA分子可以作为信号分子转运出细胞，可能就是科学家长期要找的“开花素”，但包括作者在内目前都不能给出最后结论，具体情况还有待于科学家们以后一步一步的进行深入研究。

　　———开花素的作用———日照时间决定植物花期

　　大多数植物每年都在特定的时间开花。在上世纪20年代，研究人员发现，很多植物利用周围环境的刺激来控制花期。日照时间的长短对于许多农作物开花时间发生作用，并以此影响作物产量。春季日照时间较长时，一些反应迅速的大麦品种在初夏就能开花，而反应较慢的品种则开花较迟。

　　在夏季干热的地方如地中海地区，早开花比较有利，因为在酷暑来临之前，植物就能够完成它们的生命周期；而在夏季凉爽而又潮湿的地区，农作物的生长周期较长且开花较晚，更有利于提高农作物产量。

　　“一般夏天光照时间长，冬天光照时间短，而植物本身能够测出这种光照的变化。”北京大学白书农教授说。

　　开花素起着传递信号作用

　　“一系列实验证明，植物感光的部分是叶子，而形成花器官的部位在顶端。这就出现了一个问题，感光的部位和产生花器官的部位，两者之间如何实现信号传递？”白书农教授说。

　　难道有一种人类还无法认知的物质在悄悄地行使这一传递功能？

　　于是，在30年代有人提出，一定有一种激素类的物质能从叶片到达顶端，传递着开花的信息，当时科学家给这种物质起的名字是“开花素”。

　　“这种假设把开花过程描述得比较简单、清楚，但是当时谁都不知道‘开花素’究竟是一种什么物质，就假设是一种属于激素类的小分子物质。”白教授说。

　　———开花素的本质———

　　几十年来科学家一直在努力寻找这种物质，但一直都没发现它的踪影。

　　“90年代以后，科学家利用突变体分析的方法（通过改变植物基因，查看对所研究表型的影响，以确定哪些基因与该标型有关系），发现影响开花的基因大概有70到80个，而且通过遗传学方法知道，这些基因之间相互可以发生作用。”白教授说。

　　而今年，瑞典农业科技大学的植物学家进一步研究揭示了植物开花的分子机理。

　　原来，植物中有一种叫“FT”的基因。这种“FT”基因活跃在叶子中，它能够制造出一种在叶子和根尖之间传递信息的“信使分子”，然后“信使分子”刺激植物的基因程序，产生花蕾，从而促使花的“诞生”。

　　科学家认为，“FT”基因制造的“信使分子”可能就是决定植物开花的“开花素”，或者是构成“开花素”的关键成分。

　　“信使分子”是一种RNA分子

　　但这种“信使分子”到底是什么呢？

　　白教授介绍，“瑞典科学家做了非常巧妙的实验，他们用适当方法刺激叶片，激活‘FT’基因，使得‘FT’基因表达产生RNA分子。”

　　科学家发现，这种RNA分子可以从叶片到达顶端，而且它确实影响植物的开花。

　　根据遗传法则可知，基因在体内是不移动的，只在细胞内表达出RNA，之后由RNA翻译出蛋白质，这些蛋白质可以在基因所在的细胞内起作用，也可以转移到其它细胞起作用，但是很少有证据表明，RNA可以作为信号从一个细胞转移到另外一个细胞，而且还是长距离运输。

　　“瑞典科学家这次发现的重要性也在于此，它不仅揭示了‘开花素’可能是以RNA的形式起作用，而且作为一个基因表达的产物，能以信号形式转运出细胞，这无疑是细胞间传递信号的一种新的方式，从这点来说，它可能有更广泛的应用。”

　　至于植物怎么知道自己该何时开花了？科学家认为，温度和土壤等外界条件是植物适时开花的重要原因，具体还需要深入研究。

　　———寻找开花素的意义———

　　那么，知道了开花机理对我们人类生活有什么帮助呢？

　　到了春天，白天变长，水仙花在这个季节开放了，玫瑰则要等到夏季才肯一展芳颜；另一方面，稻子的花要等到白昼变短的秋天开放。自然界按着自己的规律井井有序地发展着。

　　“从应用的角度看，人们还是希望能够比较自如地控制开花时间。如果我们想在春节时间看到牡丹，那么就可以通过人为的调控去改变牡丹开花时间。还有一些果树，长到一定的阶段才能开花，如果我们知道开花机理，也可以控制它。”白教授说。   (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

开花素：掌控花落花开