开花的奥秘

植物开花是大家都熟悉的一种自然现象。然而,你想过吗？开花是由什么决定的,由什么物质控制的？很多人不一定会考虑到这样的问题。在科学界,对这一问题的研究也是在20世纪30年代才开始的。     

未来植物开花研究之管见

近年来,开花研究再度成为热点。这是由两方面的因素决定的：（1）开花是植物生活史上的重要质变过程,研究其调控机理,无论是在理论上,还是在应用中,意义都是不言而喻的。这也是多少年来,开花研究始终具有吸引力的原因。（2）分子生物学技术日臻完善,特别是在微生物和动物方面已取得突破性进展。人们有可能将其作为一种新的手段应用于开花研究,从而揭开植物开花的奥秘。近年来,一系列的会议报告”’,‘’‘’,”’评论卜’－””特刊‘”］、专著卜”以及大量的论文所展示的研究成果确实令人鼓舞。在这种情况下,如何利用有限的基…     

关于"植物的营养生殖方式"一节课的几点思考

[教学简要程序]放映视频短片《植物的开花过程》,进入情境,引入植物的生殖话题,引导学生欣赏并领会植物开花和生殖的意义,借此对学生实施美育。以FLASH动画配合学生回顾、复习绿色开花植物的有性生殖过程,提出问题:植物除了用种子繁殖,还可以有其他的繁殖方式吗?用学生熟悉的诗句,吸引学生的注意力,起到激趣的作用,并请学生思考生活中的常见现象,哪些植物没有经过两性生殖细胞的结合(开花结果)产生后代?使学生对扦插这一概念形成基础性的感性认识,再准备有芽的生姜、蒜瓣演示,学习无性生殖的概念。出示用嫁接的方式培育的仙人掌科植物图片,提出问题:有没有同学知道培育的方法?——引出嫁接的话题,并通过挖掘生活中的素材,学习植物营养繁殖的不同方式,选材始终与生活密切相关。在学习植物嫁接的活动中,要求学生以课本为参考,根据自己的需要选取教师提供的材料,动手操作,期间教师针对不同的学生或小组进行个别性教学。活动之后,教师演示嫁接的动画操作,请学生对照,反观自己的操作中有没有不科学的地方,为什么?在活动中,学生先根据各自不同的理解进行实践,最后在演示的指导下建立正确的认知,符合探究的精神和程序,符合认知规律。而在活动的展示环节中,不同程度、不同特点的学生有不同的展示平台。通过这个动手实验,让学生体验劳动的辛苦,培养学生耐心细致的科学精神和科学态度,并用评选的方法激励他们继续关注自己的劳动成果,专注于自己所     

揭开植物开花之谜——成花素的发现

开花现象是绿色开花植物所特有的,对其机理的研究一直是生物学学家极为关注的研究领域。成花素假说认为植物叶片在光的诱导下产生一种叫成花素（Flofigen）的分子,成花素可以运输到植物茎顶端诱导花芽的分化,但是成花素的化学本质一直没有被鉴定。最近发现成花素是一种叫做FT的蛋白分子,该分子广泛存在于植物界参与花器官的诱导,至此,成花素假说不再是假说。回顾了成花素假说形成的历史,介绍成花素发现的最新成果。     

试管开花植物名录（初编）

自从1946年罗士韦首次报道田野菟丝子在试管中开花以来,迄今有关试管开花植物的报道越来越多。这充分证明植物离体培养是研究植物分化、发育行之有效的手段。从种子苗、植物组织、甚至原生质体,都能在人工控制的试管培养中得到花芽分化。Tran Thanh Van等人创建的薄层细胞培养方法更是目     

高等植物开花诱导研究进展

高等植物由营养生长向生殖生长转换的过程称为开花诱导。开花诱导过程由遗传和外界环境两个因素决定, 受错综复杂的网络信号传导途径调控。近年来, 在双子叶模式植物拟南芥中, 开花诱导研究取得了很大进展, 探明了控制开花诱导的4条主要途径(光周期途径、春化途径、自主途径和GA途径)及调控机制。研究也表明, 开花基因在拟南芥、水稻以及其他高等植物之间具有很高的保守性。文章对相关研究的最新进展作一综述, 并指出了目前研究中存在的问题及相应的研究对策。     

稗类(Echinochloa spp.)植物的开花生物学特性

对稗类（Echinochloa spp.）常见种类[稗Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.;无芒稗 E.crusgalli var.mitis(Pursh)Peterm.;西来稗E.crusgalli var.zelayensis(H.B.K.)Hitchc.;细叶旱稗E.crusgalli var.praticola Ohwi;旱稗E.hispidula(Retz.)Nees和光头稗E.colonum(L.)Link]的开花过程和节律,温度、光周期、晴天和阴雨天对其中部分稗类植物开花的影响以及套袋条件下无芒稗和旱稗的结实率进行了研究。结果表明,不同稗类植物的开花的过程基本相似,从颖壳微微张口到闭合大约需20－30min,但花约伸出颖壳后,散落花粉的过程很快,颖壳闭合后柱头外露率达100％。稗类植物每穗开花持续时间较长,一般为20－25d,随种类的不同略有变化;稗类植物每穗每天开花数量的变化趋势基本呈抛物线状,每天的开花比例变化较平缓,即使在开花高峰期,开花数也只占总数的10％－15％,开花高峰期因稗草种类的不同略有变化,但都在始花后11－15d左右。每日的开花节律为70％－80％的颖花在7：00之前开,15％－20％在7：00－8：30开,8：30之后零星开花,10：30尚未见开花。温度、光周期、晴天和阴雨天对开花都有一定的影响。不同条件下的结实率没有明显差异。     

当前开花研究中的一些前沿性工作介绍

近年来．由于分子生物学和分子遗传学手段的介入，植物开花的研究再度成为研究热点。刊登在美国“ThePlantCell”上的一些论文、述评以及会议报告集中喷映了这一项域中的新进展，如McDaniel的“EarlsEventsinFlowering:ABlackBoxwithaBrightFuture”，Chasan“AnOdyssevofFlowering”，“ModelinnFlOwers”以及Clarke，Dennis和Mol合写的“ForefrontsofFlowering”等。后者是1992年4月12日～［6日在荷兰举行的关于植物成花发育和生殖的分子控制专题讨论会的总结。这篇文章比较全面地介绍了有关开花研究的最新进展以及一些具有代表…     

准噶尔无叶豆的开花物候与生殖特征

 为了研究沙漠稀有植物准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)的开花物候特征及其对生殖成功的影响, 2005和2006年连续两年对其自然种群的开花物候和开花过程中的花部表型变化进行了观察, 并运用相对开花振幅、开花强度和开花同步性等开花物候指数研究了开花物候特征。结果表明: 准噶尔无叶豆在5月下旬至6月中下旬开花, 其种群、个体、花序和单花的花期分别历时26~29 d、8~10 d、5~7 d和2~3 d。单花开花进程依其形态和散粉特征可分为散粉前期、散粉初期、散粉盛期和凋谢期4个时期。其个体水平的开花物候进程(开花振幅曲线)呈渐进式单峰曲线, 具有很高的开花同步指数, 表现出一种集中开花的模式。开花物候指数与座果数之间的相关分析结果表明, 始花日期与花期持续时间存在负相关关系, 而与开花数和座果数存在正相关关系; 花期持续时间与开花数和座果数存在显著正相关关系。准噶尔无叶豆个体开花物候在很大程度上是由其遗传因子决定的, 而开花物候在年度间的变异, 可能是由于荒漠气候的差异(主要是水分和温度的差异)所引起的。作为沙漠窄域分布特有种, 准噶尔无叶豆在环境和人为干扰的双重选择压力下, 为了吸引更多的传粉者访问而达到生殖成功, 形成了大量集中开花的模式。     

短命植物角茴香的开花物候与生殖特征

为了研究角茴香的开花物候特征及其对生殖成功的影响,于2015年对其自然种群各水平的开花物候指数、开花过程中的花部特征变化和结实特性进行了观察和统计。结果表明：（1）角茴香种群花期为4月下旬至5月下旬,种群水平的花期持续时间为36 d。（2）单花具有独特的花瓣结构,其内层花瓣由白色的侧裂片和黄色的兜状中裂片构成,中裂片是角茴香植物花粉二次呈现的关键功能器官;开花进程依其外层花瓣开裂大小可分为4个阶段,即外层花瓣顶端未张口、外层花瓣顶端张口5~7 mm、外层花瓣顶端张口12~14 mm和外层花瓣顶端张口3~5 mm。（3）花序水平的开花振幅曲线呈渐进式单峰曲线,开花同步指数为0.748,个体水平表现出较高的相对开花强度,其分布频度的偏斜率为0.45,主要频度范围分别集中在20%~30%和50%~70%之间。（4）花序水平的始花日期与花期持续时间存在显著负相关关系,开花数与座果数存在显著正相关关系。（5）自然状态下,角茴香结实率和结籽率分别是82.7%±0.1%和93.6%±0.8%。角茴香开花强度分布频度上出现的高、低强度的分异趋势是吸引传粉者、促进结实的有效生殖对策。     

濒危植物长柄双花木开花物候与生殖特性

研究了长柄双花木开花过程中花部表型的变化。连续4a对其野生种群、1a对人工种群的开花物候进行了观察,并运用相对开花强度和同步性等开花物候指数分析了开花物候对其生殖的影响。结果如下：长柄双花木开花时间为9月上、中旬至11月中、下旬;单花花期一般为6～7d,单花依其形态和散粉特征可以分为4个时期：散粉前期、散粉初期、散粉盛期和凋谢期。个体开花持续时间49～55d,种群花期历时63～71d。种群内不同年度间开花物候指数没有显著差异,而种群间则存在显著差异,野生种群开花进程为渐进式单峰曲线。人工种群则为“钟”形曲线,二者均属于“集中开花模式”。长柄双花木具有2个相对开花强度的分异趋势,这种分异趋势具有进化意义。开花物候指数与生殖间的相关分析表明,始花时间与开花数量、座果率及花期长度之间均具显著负相关关系,而开花数量与花期长度之间则呈显著正相关,但均为线性相关。长柄双花木开花物候在种群间的差异和种群内年度间的相似性说明,其开花时间可能是由与其相关的复杂的微生境特征和(或)由其遗传因子决定的,同时也反映了种群间的遗传分异和种群内个体间的遗传一致性。作为一种濒危物种,长柄双花木在这种环境的选择压力之下,形成了“大量、集中开放的花”的开花模式,吸引到更多的传粉者的访问,从而达到生殖成功。     

高等植物开花时程的调控与光受体Ⅰ.开花时程的基因与光受体调控

系统评述了高等植物开花时程的调控与植物光受体的联系.重点说明了控制开花时程的遗传途径以及光周期途径的有关基因的研究进展.影响高等植物开花的最重要的因子之一便是光周期,光周期对高等植物开花的调控是通过相关基因间的相互作用来实现的,这些基因包括参与花启动发育控制基因,昼夜节律时间钟调控基因及光受体信号转导基因.近5年左右的时间通过对拟南芥及其一系列突变体的研究为我们展示了这一热门领域的广阔的前景.     

迁地保护条件下两种沙冬青的开花物候比较研究

沙冬青属(Ammopiptanthus)植物是我国西北荒漠区唯一的常绿阔叶灌木。作者对吐鲁番沙漠植物园迁地保护的两种沙冬青的开花物候进行了详细的比较观察,旨在探讨它们在同一生境条件下开花特性的异同点及其影响因素。主要结果如下:(1)两种植物在开花频率、花序开放顺序、开花振幅曲线及单花寿命等开花参数上相似,但在始花时间、单株花期、花序的开花数及开放持续时间与频率分布、开花振幅等参数上明显不同;(2)在个体和群体水平上,蒙古沙冬青(A.mongolicus)始花时间均比新疆沙冬青(A.nanus)早,蒙古沙冬青开花全过程为20–21d,新疆沙冬青为13–14d;(3)蒙古沙冬青花序的开花数比新疆沙冬青多、开放持续时间长,两者在开花数(F=17.51,P<0.01)和持续时间(F=14.08,P<0.01)上均存在显著差异;(4)花序上的花大多从近基部向两端开放,开花振幅呈单峰曲线,但新疆沙冬青的开花振幅较高;(5)花序开放持续期的频率分布明显不同,新疆沙冬青较蒙古沙冬青更为集中,但两者的单花寿命稳定,均在7d左右;(6)花序上每天的开花数与其座果数呈正相关(蒙古沙冬青,r=0.885,P<0.05;新疆沙冬青,r=0.827,P<0.01),但其开花数和座果数与始花时间存在不同程度的相关关系,这些特点可能与开花对传粉者的吸引以及物种本身的遗传特性有关。对上述观察结果及其影响因素的分析表明,两种植物在开花参数上所表现出的一致性可能是受系统发育限制的,而彼此间的差异可能与其进化历史及所处的环境异质性有关,是在与环境的长期适应过程中分别形成的一些可遗传的变异;而不同年份间两种沙冬青在花序的开花数及开放持续时间上表现出的差异可能与环境温度的变化有关。这些结果对于探讨该属植物的繁殖生物学特性及其保护对策具有重要意义。     

植物开花逆转研究进展

介绍了植物开花逆转的概念,类型,发生条件,综述了在形态发生,生理,分子生物学等方面的研究进展,探讨了将开花逆转应用于植物发育生物学研究的可能性,作者提出,采用“诱导－非诱导－逆转”三位一体的实验系统,可提高植物光周期反应研究试验结果的可靠性,特别是可以提高在研究开花机理时的基因表达时空性方面的可靠性。     

中国特有植物血水草开花物候与生殖特性

于2008年3-5月对分布在井冈山的血水草(Eomecon chionantha Hance )5个自然种群的开花物候进行了观察,运用开花振幅、相对开花强度和开花同步性等指数研究了其开花物候特征及其对该种生殖成功的影响.结果表明:血水草开花时间为3月下旬-5月上旬,种群花期历时24 ～46 d,个体平均开花持续时间为11～21 d,单花花期一般为3～5d;井冈山血水草种群的开花物候进程呈单峰曲线模式具有一个开花高峰期,表现出一种“集中开花模式”;与大多数亚热带植物一样,血水草具有较低的相对开花强度,分布频率集中在10％ ～30％.开花物候指数与生殖间的相关分析结果表明:始花时间与花期持续时间呈显著负相关,而与开花数和坐果率呈显著正相关;花期持续时间与开花数和坐果率呈显著正相关;同步性指数与始花时间、开花数、花期持续时间呈负相关.血水草“集中开花模式”是其在长期的进化过程中适应周围气候条件及生境的一种生殖保障.     

研发动态

新加坡发现植物开花的"按钮"新加坡国立大学的研究人员发现了植物开花的基因"按钮",有望在未来"调控"植物的开花时间,加快作物在不同环境下开花结果的速度,以增加作物产量。以往的研究显示,植物会通过叶子接受光信号,并传递一种叫"开花素"的信号至茎端,从而使植物开花。     

植物开花逆转研究进展

介绍了植物开花逆转的概念、类型、发生条件,综述了在形态发生、生理、分子生物学等方面的研究进展,探讨了将开花逆转应用于植物发育生物学研究的可能性。作者提出,采用“诱导—非诱导—逆转”三位一体的实验系统,可提高植物光周期反应研究试验结果的可靠性,特别是可以提高在研究开花机理时的基因表达时空性方面的可靠性。     

东北林下早春植物开花的生理特征研究

为了探索早春开花植物在低温下的开花机制,本研究采集了5种典型早春开花植物和5种非早春开花植物。基于高效液相色谱-质谱代谢组学技术对比分析了早春时期两者之间在内源激素和次生代谢产物上的差异。结果显示：早春开花植物中的生长素（IAA）和玉米素（ZT）含量明显低于非早春开花植物,而赤霉素（GA₃）和脱落酸（ABA）的含量则显著高于非早春开花植物,表明GA₃和ABA可能在促进早春开花植物的开花过程具有调控作用;在次生代谢物方面,酚类代谢物的前体物质L-苯丙氨酸,C6C1结构的酚类化合物：香草酸、丁香酸和原儿茶酸,C6C3结构的化合物：阿魏酸、绿原酸和咖啡酸,以及黄酮类化合物芹菜素、染料木苷、橙皮素、白杨素和高良姜素在非早春开花植物中的含量普遍高于早春开花植物。这可能是由于早春开花植物的开花过程伴随着更多的能量消耗,从而降低了其次生代谢水平。研究结果表明了内源植物激素和次生代谢产物对早春开花植物开花的生理过程的调控,并为进一步理解低温条件下植物开花过程奠定了基础。     

植物给气候号脉

自公元10世纪以来,全球的气温就一直处于缓慢降温的时期,其降幅为0.1—0.2℃,到了20世纪20年代开始,温度则呈现迅速上升的趋势。值得注意的是,自100多年前人类有了准确气温记录以来,1998年是最暖的一年,而20世纪又是千年来最暖的百年,其中以这一世纪90年代为最暖的10年。因此,近年来全球气候变暖的趋势,已成为人们日常谈论的热门话题。也许人们会问,气候到底变化有多快?21世纪全球温度到底能上升多少度? 其他气候变量(特别是降水)如何变? 气候变化将对人类的生存环境,特别是人类赖以生存的生物圈将产生怎样的影响?……。如果要回答这些问题,…     

拟南芥开花时间调控的分子基础

在合适的时间开花对大多数植物的生存和成功繁衍极为重要。开花时间受错综复杂的环境因素和植物自身的遗传因子影响,由开花调控因子所构成的光周期、春化、温度、赤霉素、自主以及年龄等至少6条既相互独立又相互联系的遗传途径调控。该文综述了有关拟南芥(Arabidopsis thaliana)开花时间调控的分子机制的最新研究进展,并对今后的研究进行了展望。