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科学家相信他们查明了这个流传了80年的植物怎样“得知”何时开花之谜当中最后的关键部分。

确认开花的合适时间——这包括一系列的分子事件、植物的生物钟和阳光——对于植物的成功繁殖非常重要。

华盛顿大学的生物助理教授 Takato Imaizumi 认为，理解在该项研究中所用的简单植物——拟南芥——是如何开花的机制，将有助于更好的理解同样的基因如何在更加复杂的粮食植物——诸如水稻、小麦和大麦——中工作的，他是这篇发表于5月25日这期的《科学》期刊的论文的通讯作者。

“如果我们能够调节开花的时间，我们有可能通过加快或者推迟这个过程提高粮食产量。了解这个机制给我们提供了操纵这个的工具。”Imaizumi 说道。和粮食作物一样，这项工作也可以提高生物燃料植物的产量。

在每年的特定时间，开花植物会在叶子中产生一种称为“开花轨迹T（FLOWERING LOCUS T）”的蛋白质，它引起开花。当这种蛋白质被制造出来，它从叶子中运动到茎尖，那里植物的细胞还没有分化，这意味着它们可能成为叶子，也可能成为花。在茎尖位置，这种蛋白质启动了分子变化，让路径上的细胞变成花。

白天长度的改变告诉许多生物季节正在变化。很久以来，人们就已知道植物使用一种称为“生物钟”的内部的时间保持机制来测量白天长度的改变。生物钟将生命过程在24小时的周期内同步，它出现于人类、动物、昆虫、植物及其它生物上。

Imaizumi 和该论文的合作者研究了一种叫做 FKF1 的蛋白质，他们怀疑这个蛋白质在植物识别季节的变化并知道何时开花的机制中起着关键作用。FKF1蛋白质是一种感光蛋白质，这意味着它会被阳光激活。

“我们研究的FKF1感光蛋白质在每天后半下午时候表现出来，并由植物的生物钟非常紧密的调节。”Imaizumi说道。“当这种蛋白质在白昼较短的时期表达出来时，它不会被激活，因为在后半下午没有阳光。当着种蛋白质在较长的白昼时候表现出来时，它们利用阳光并激活了包括开花轨迹T在内的开花机制。生物钟调节用于开花过程的特定感光蛋白质的时间。这就是植物如何感受不同的白昼长度的原理。”

这个系统在繁殖的困难时节会阻止植物开花，例如在寒冷的冬季里面，昼短夜长。

这个新的发现来自于植物拟南芥，它是芥类植物中的一员，经常被用于一般研究。它们验证了一个关于拟南芥开花机制的数学模型的预言，这个模型由该论文的合作者，爱丁堡大学的生物学教授 Andrew Millar 所提出。

“我们的数学模型帮助我们理解这个植物的‘日长感应器’的运行原理。”Millar说道。“这些原理在其它的植物中也应该是正确的，例如水稻，作物对白昼长度的反应是限制农民获得好收成的因素之一。这也是需要为蛋鸡、渔场控制光照所需的同样的白昼长度反应，因此对于理解动物对其的反应也十分重要。”

“我们对于在动物中参与的蛋白质还不像在植物中理解得那样清楚，但是我们希望我们从这些研究中所获得的原理同样适用。”