“为何植物开花有早晚 科学家找到调控花期的开关”

自然界不可思议，不同的植物开花时间不同。 到底是什么神奇的力量控制着开花时间？ 科学家们一直在探索这个谜题。

记者11月30日从安徽农业大学获悉，该校生命科学学院植物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室李培金课题组通过研究揭示了拟南芥花期自然变异的调控新机制。 这项研究成果日前发表在著名国际刊物《自然通讯》上。

开花时间是重要的农艺性状，对植物的产量和品质有着重要的影响。 通常，每个植物都有最佳花期，在此期间开花可以实现稳定的高产。 但是，花期提前或推迟，会对产量产生不良影响。

李培金向记者举了一个例子，玉米在开花时期对高温异常敏感，7月在高温天气开花后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。 因为该解析植物的开花机理对植物分子的辅助育种、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，同种类的植物分布在不同的地区，为了适应不同的环境，在进化过程中基因发生了不同的变化，出现了丰富的自然变异，保持了不同的花期类型。 这种现象在模式植物拟南芥中非常普遍，是遗传多样化的重要特征。

研究表明，葫芦巴( fri )和葫芦巴 c ( FLC )是抑制植物开花的两个重要基因。 例如，冬小麦需要过冬是因为fri和flc的同源基因表达水平高，冬小麦开花受到抑制，经过秋冬两个季度的低温，flc表达水平逐渐下降，到明年春天随着气温上升，冬小麦开花结果显著。 而且，只有在fri和flc共存的情况下才能发挥抑制开花的功能，所有基因的缺失都会导致植物的早期开花。

根据拟南芥的类型不同，flc的表达水平有很大差异。 李培金课题组定量分解了世界范围内102种拟南芥flc基因的表达水平，通过全基因组相关的降解技术筛选出花期调控关键基因ssf。 ssf基因编码的蛋白质承担着控制花期的功能。 进一步研究表明，ssf基因编码的蛋白质有ssf414n和ssf414n两种突变类型。 植物体中广泛存在的蛋白质泛素化修饰和降解系统识别这两类蛋白质，控制ssf蛋白质水平的高低，影响开花抑制基因flc的表达水平，从而改变植物的花期。

李培金解释说，ssf基因的两种变异类型都很惊人，ssf414d和ssf414n都可以抑制植物开花，但414d的功能更强，414n相对不明显。 44d主要存在于北方的植物中，相对来说可以使植物较晚开花，适应北方的寒冷气候。 414n主要存在于南方植物中，相对调控植物早花，适应南方较温和的生长环境。

以往的研究中多次发现ssf基因，但尚不清楚该基因如何发挥作用，分子调控机制更是未知，该研究成果首次处理了这一课题，深刻揭示了基因自然变异调控植物生育期的新机制，是植物分子育种中重要的遗传基因