美国学者发现植物开花基因

2012/5/12 8:03:56

最近美国加州圣迭戈思克力普斯研究所(Scripps Research Institute in San Diego, Galifornia)的学者发现了植物控制开花的基因。这个基因的发现将有助于改良粮食作物习性，使之适应在热带地区的生长条件。

参与研究的学者亚诺夫斯基(Marcelo Yanovsky)和史蒂夫(Steve Kay)说，这个被他们称之为CONSTANS的基因可以根据日照的长短来决定是否让植物开花。什么时候开花，对植物来说是一个非常重要的问题，开花太早，为虫媒植物传粉的昆虫可能还没有出现，不能传粉，也就难以达到繁殖后代的目的，开花也就没有意义了；开花太晚，植物可能还来不及完成孕育果实和种子的过程，冬天就到了，同样不能达到繁殖后代的目的。

开花基因受植物生物钟的控制，在该基因控制下的蛋白质生产每天24小时随时间而发生变化。通过在作为试验植物的拟南芥植株上进行的一系列试验，两位学者发现，只有当阳光照射在植株上，且由开花基因所控制产生的蛋白质浓度达到一定水平以上的时候，拟南芥才能开始其开花进程。一般来说，在下午的时候，拟南芥植株体内由开花基因控制的蛋白质浓度能够达到植株启动开花进程的水平。

光的质量对开花也很重要，植株体内2种光受体必须被同时激活，这两种光受体被分别称之为cryptochrome 2和phytochrome A，他们负责接收蓝光和红光。

当以上的所有条件都能够得到满足后，开花基因就能够开始工作，开启植物的开花进程。此外，还有一个被称为开放莲花T(FL0WERING IOCUST．)的基因，该基因会激活数百个成花所需的基因。

其实，植物开花受光照影响，且一般在下午植物的开花进程才能对外界光照有所反应并不是什么新的发现。这些结论早在上个世纪30年代就被一位研究生物钟的前辈学者做出了。

由于明白了植物开花系统确切的分子运作机制，人们可以了解这套系统是如何在不同的植物体内工作的。那些在春季开花的植物可能会比较早的．激活其光感受系统，或是其开花进程只需要比较低浓度的开花蛋白质就可以被激发，也可能是它们能够比较快速的生产这些蛋白质；而对晚开花的植物来说，其上述推测则可能刚好相反。

还有一些植物的开花机制与拟南芥相反，它们开花进程是靠日照缩短而不是日照延长受到激发的。这些植物包括水稻等几种主要粮食作物，通过基因改造，就有可能培育出适宜不同自然环境，具有不同开花习性的品种，使之能够在更多的地区种植。

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