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英國(guó)Norwich的科研院所John Innes（JIC）中心15日就作物的開(kāi)花期研究取得了重要突破，研究結(jié)果將有助于理解作物是如何利用日照時(shí)間來(lái)確保在一年中最佳時(shí)間開(kāi)花。
研究人員詳細(xì)描述了一個(gè)與大麥開(kāi)花相關(guān)的基因——Ppd-H1 (Photoperiod H-1)，該基因通過(guò)控制大麥光周期反應(yīng)的遺傳途徑進(jìn)而控制開(kāi)花期。
眾所周知，許多植物總會(huì)在每年特定的時(shí)間開(kāi)花，但對(duì)其原因卻不夠清楚。如今，研究人員發(fā)現(xiàn)植物長(zhǎng)久以來(lái)一直利用周圍的環(huán)境信息來(lái)控制自身的開(kāi)花期。包括大麥在內(nèi)的很多作用對(duì)日照時(shí)間的長(zhǎng)短都有反應(yīng)，并且它們會(huì)利用這些信息來(lái)決定自己的開(kāi)花期。
事實(shí)上，大麥或其它作物的各個(gè)品種對(duì)日照時(shí)間的反應(yīng)均是以不同方式進(jìn)行的，并且它們?cè)谝话闱闆r下通過(guò)品種的多樣性來(lái)適應(yīng)不同的耕作條件。這個(gè)研究結(jié)果是令人驚喜的，David Laurie博士等首次發(fā)掘并定位了作物開(kāi)花相關(guān)基因Ppd-H1。該基因能控制一些重要的反應(yīng)過(guò)程，也有助于了解植物是如何利用日照時(shí)間來(lái)控制開(kāi)花期的。在當(dāng)前全球氣候不斷變化的情況下，Ppd-H1基因有助于育種學(xué)家培育出能適應(yīng)多種農(nóng)業(yè)環(huán)境條件的作物新品種。
一些大麥品種在春季對(duì)日照時(shí)間的反應(yīng)極為敏感，因此在夏季很早就開(kāi)花了。反之，另外一些反應(yīng)較慢的品種開(kāi)花就晚些。早開(kāi)花在夏季干熱的地中海等地區(qū)比較有利，這樣植物可以在酷暑脅迫來(lái)臨之前完成生活周期。而另一些地方如英格蘭，夏季涼爽潮濕，由于生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，晚開(kāi)花則能獲得高產(chǎn)。
對(duì)Ppd-H1基因的定位將有助于發(fā)掘更多的在特定環(huán)境中生存的大麥基因，進(jìn)而能對(duì)作物的歷史有進(jìn)一步的了解，并且有助于對(duì)作物如何在世界的不同環(huán)境中繁衍生息的理解。
研究顯示，同樣的基因可能在小麥和水稻中也起重要的作用。如果是這樣，Ppd-H1基因可能在野生物種的馴化過(guò)程中具有非常重要的作用。
植物與人類及其它許多生物一樣，有一個(gè)內(nèi)在的生物鐘。大麥中的生物鐘調(diào)節(jié)著CO (constans)基因的活性，CO基因的活性峰值與植物暴露在足夠長(zhǎng)光照下的情況一致。當(dāng)CO基因激活一個(gè)叫FT (flowering locus T)的基因后就會(huì)刺激開(kāi)花。
Ppd-H1基因影響CO基因在一天中表達(dá)的時(shí)間。在開(kāi)花較晚的大麥中發(fā)現(xiàn)有不同的基因，這些基因致使CO表達(dá)的峰值推后。因此，只有白天的時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)，F(xiàn)T基因才能表達(dá)，否則就會(huì)延遲開(kāi)花。
