理所當然‧千變萬化

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開花--看新聞學科學

開花》含苞→綻放 是誰教花兒開了?
【聯合報記者郭錦萍、朱淑娟】

花為什麼會開?這要靠葉子的FT基因,得到正確的黑暗期訊息後,再透過RNA通知花苞綻放。(圖/法新社)
前一陣子,日本氣象廳為了預測櫻花開的日子,和民間氣象互別苗頭。為了搞清楚到底是什麼物質在指揮花兒綻放?科學家已忙了上百年,去年終於找到答案。

「開花」是莖端分生組織從要長成葉子改變成花器的過程,它對植物完成生命周期事關重大,因為植物要完成生命周期必須形成合子、配子,形成配子的過程就必須先經過形成花器。此外,人們食用的果實和種子,形成前都必須經過開花過程,這也是開花研究為什麼重要的原因。

科學家很早就知道,植物感光的部分是葉子,但花則多長在頂端,感光的部位和花器之間,到底是如何傳遞訊號?

預報櫻花開花日,是日本氣象廳的重要任務。以前工作人員除了觀天象還要稱花苞重量,現在則多靠電腦分析歷年天氣變化和開花日的相關,推算開花日,所以準確率高多了。(圖/美聯社)
30年代有人提出,一定有種物質—「開花素」能從葉片到達頂端,傳遞「該開花了」這類訊息,但開花素究竟是什麼,沒有人知道。

1990年代,科學家利用突變體分析,找到影響開花的基因大概有70到80個,而且知道這些基因可相互影響作用,但仍無法解釋開花怎麼一回事。

去年,瑞典農業科技大學的植物學家真的找到植物開花的分子機轉。

原來,植物中有一種叫「FT」的基因活躍在葉子中,它能夠制造出一種在葉子和根尖之間傳遞信息的「傳訊RNA」,刺激植物產生花蕾,從而促使開花。

基因在體內是不會移動的,只會透過RNA翻譯出特定蛋白質,這些蛋白質可以在基因所在的細胞內作用,也可以轉移到其它細胞作用,但是過去很少有證據證明,RNA可帶著訊號在細胞間轉移,而且還是長距離運輸。

瑞典這個發現的重要性在於,它不僅知道了開花素可能是以RNA的形式存在,而且能以信號形式轉運出細胞,這也是學界第一次知道細胞可以用這種方式傳訊。

至於植物怎麼知道該何時開花?科學家認為,溫度和土壤等條件是重要原因,但如何互動作用則仍不清楚。

但知道開花機制,對人類到底有什麼用?

理論上,了解開花的原理就等於掌握了作物生產的重要「開關」,瑞典農業大學的學者就說,因為這個發現,我們可以應用來生產早熟稻,因為許多高產種類都開花比較晚,若相關技術可以發展起來,將可使農業生產完全改觀。

也因為這項發現預示,未來的各種可能,在2005年底,國際知名的『科學』雜誌把開花機制的研究進展列為「全球十大科學進展」之一。

photoperiod 光周期

bud 花苞

florigen 開花素

bloom 開花

apical 頂端的

annual plants 一年生植物

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