花开花落，从地球出现植物起，这个亘古不变的规律就主宰着植物界。对于科学家而言，探究花儿为何在特定时间开放、其机理是什么、何种关键物质在起作用，已苦苦探索了上百年。2005年底，《科学》杂志将开花机制的研究进展列为“全球十大科学进展”之一，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，另一项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，或者与之有重要关联。
专家解读：白书农（北京大学教授）指出，从专业角度看，开花是茎端分生组织从长叶子改变为长花器官的过程，对植物完成生活周期至关重要。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），而配子的形成必须先经过花器官的形成。同时，开花在农业生产上起着关键作用，人们食用的果实和种子大多需经过开花过程。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”，但目前尚不能给出最后结论。
开花素的作用：日照时间决定植物花期。大多数植物每年在特定时间开花。上世纪20年代，研究人员发现很多植物利用环境刺激控制花期。日照时间长短对许多农作物开花时间起作用，并影响作物产量。春季日照较长时，一些大麦品种在初夏就能开花，而反应较慢的品种则开花较迟。在夏季干热地区如地中海，早开花有利，因为植物可在酷暑前完成生命周期；而在夏季凉爽潮湿地区，农作物生长周期较长且开花较晚，更有利于提高产量。白书农教授说：“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。”
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。感光部位和产生花器官部位之间如何实现信号传递？30年代有人提出，一定有一种激素类物质能从叶片到达顶端，传递开花信息，当时科学家称之为“开花素”。白教授说：“这种假设把开花过程描述得比较简单清楚，但当时谁都不知道‘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。”
开花素的本质：几十年来科学家一直在努力寻找这种物质，但一直未发现其踪影。90年代以后，科学家利用突变体分析方法（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表型有关），发现影响开花的基因大概有70到80个，且这些基因之间可相互作用。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，活跃在叶子中，能制造出一种在叶子和根尖之间传递信息的“信使分子”，然后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”，或构成“开花素”的关键成分。
“信使分子”是一种RNA分子：白教授介绍，瑞典科学家做了非常巧妙的实验，用适当方法刺激叶片，激活“FT”基因，使其表达产生RNA分子。科学家发现，这种RNA分子可以从叶片到达顶端，且确实影响植物开花。根据遗传法则，基因在体内不移动，只在细胞内表达出RNA，之后由RNA翻译出蛋白质，这些蛋白质可在基因所在的细胞内起作用，也可转移到其他细胞起作用，但很少有证据表明RNA可作为信号从一个细胞转移到另一个细胞，且是长距离运输。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”可能以RNA的形式起作用，而且作为基因表达的产物，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方式，可能有更广泛的应用。至于植物如何知道自己该何时开花，科学家认为温度和土壤等外界条件是重要原因，具体还需深入研究。
寻找开花素的意义：知道了开花机理对人类生活有何帮助？春天白天变长，水仙花开放；玫瑰则等到夏季才一展芳颜；稻子的花要等到白昼变短的秋天开放。自然界按自己的规律井井有序地发展着。白教授说：“从应用角度看，人们还是希望能够比较自如地控制开花时间。如果我们想在春节看到牡丹，就可以通过人为调控改变牡丹开花时间。还有一些果树，长到一定阶段才能开花，如果知道开花机理，也可以控制它。”他说，在提高粮食产量方面，原则上讲，揭示开花机理就等于掌握了作物生产的一个很重要的“开关”，对以后粮食增产会有帮助。瑞典农科大学尤米亚植物科学中心的奥弗·尼尔森说：“通过这个发现，我们可以用其中的原理来生产早熟稻，这是个令人感兴趣的推测。既然许多高产种类都开花比较晚，这可以使得在地球的某些地方每年有多次丰收。”
新闻缘起：2005年底，《科学》杂志对全年的科学研究进展进行总结，评选出“年度十大科技进展”，基因层次上的进化研究进展、行星旅行接连不断、植物开花素研究成果等入选。《共享科学》近期将详细解读“2005年度十大科技进展”的部分成果。本期介绍关于植物开花素的研究，揭开植物开花的秘密。