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  • 1 # 使用者8836904055583

    為了規避對傳粉者的競爭壓力和適應不同的氣候型別,植物逐漸分化出了不同的花期,並出現了長日照植物和短日照植物的分別。長日照植物只有當日照長度超過臨界點時才會開花,這些植物一般在春末夏初開花,如大麥、油菜和蘿蔔。長日照植物一般分佈在高緯度地區,這些地區一年大部分時間都寒冷且光照弱,不適宜開花繁殖,所以植物會選擇在氣候變暖之後儘早開花。而短日照植物只有當日照長度短於臨界點才會開花,這些植物一般在秋季開花,如土豆、玉米、水稻等。這些植物一般分佈在低緯度地區,這些地區一年大部分時間氣溫都偏高,且光照充足。所以植物可以在充分進行營養生長,積累儘可能多的營養後,選擇在秋季開花。而處在其間的溫帶地區則兼有長日照植物和短日照植物。

    另有一些植物對日照時間長短不敏感,被稱為中性植物,如番茄、玫瑰、黃瓜。這些植物營養生長到一定程度,在適宜的條件下即會開花。

    植物對花期時間的精確把握對植物的成功繁殖至關重要。開花過早,植物還沒來得及積累足夠的營養,可能會導致種子發育不良。開花太晚,則可能在生長週期結束之前來不及結種子。植物花期的影響主要來自非生物和生物因素兩大方面。前者包括溫度和光週期,後者包括植物激素,傳粉者、種子傳播者和各種致病菌。

    植物開花受到一系列被環境因素觸發的基因通路的調控。擬南芥中,FLOWERING LOCUS T (FT)是關鍵開花介導基因,能編碼促花素(florigen)啟用花分生組織的識別基因。植物的葉片透過光敏素感知晝夜長短的變化。在長日照環境下,長日照植物中的轉錄因子CONSTANS (CO)促進FT的表達,FT蛋白從葉片被轉運到植物分生組織,並激活分生組織識別基因,如LEAFY和APETALA1,頂端分生組織就會從營養生長轉向開花。而在同樣的長日照環境下,短日照植物中的CO則抑制FT的表達。CO對下游通路調控的不同作用導致了長短日照植物花期的不同。CO-FT調控通路存在於所有已知的植物中。

    乾旱會促進植物加速開花過程,以期在植株死亡之前結出種子,而種子本身即有休眠保證長時間生存的能力。這種現象被稱為逃旱性(drought escape)。

    高鹽分會導致植物開花滯後。高溫會加速植物開花,而低溫則會使開花滯後。營養匱乏會促進植物開花。高糖濃度推遲開花,低糖濃度促進開花。

    氣候也會導致花期改變。研究表明超過四百種植物的花期都隨全球氣溫變暖而提前。高二氧化碳水平透過小RNA的調控促進植物開花。

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    一些我查到的比較有價值的文獻。由於不是做這個領域的,可能並不完全:

    Song YH, Ito S, Imaizumi T. 2010. Similarities in the circadian clock and photoperiodism in plants. Current Opinion in Plant Biology, 13: 594-603.

    Valverde F. 2011. CONSTANS and the evolutionary origin of photoperiodic timing of flowering. Journal of Experimental Botany, 62: 2453-2463.

    Elzinga JA, Atlan A, Biere A, Gigord L, Weis AE, Bernasconi G. 2007. Time after time: flowering phenology and biotic interactions. TRENDS in Ecology and Evolution, 22: 432-439.

    Kazan K, Lyons R. 2016. The link between flowering time and stress tolerance. Journal of Experimental Botany, 67: 47-60.

    Mouradov A, Cremer F, Coupland G. 2002. Control of flowering time: Interacting pathways as a basis for diversity. The Plant Cell, 14: S111.

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