缺磷调控植物开花时间的分子机制研究文献综述

缺磷调控植物开花时间的研究进展

摘要：开花时间分子调控主要有六条途径，分别是光周期途径、春化途径、自主途径、温度途径、赤霉素途径和年龄途径。这些信号途径构成一个复杂的调控网络，调控开花基因FLC、SVP、CO、FT、SOC1等的表达，最终启动植物的成花转变。磷是作物吸收的大量元素之一，是植物所有代谢过程中的关键参与者，植物缺磷会限制到植物的生长发育。在长期的进化过程中，植物形成了不同的逆境调节机制，实时调节自身的生长发育以适应不良环境，开花时间的调节就是逆境调控的机制之一。本文对近年来植物开花的调控机制以及磷参与植物开花时间调控的研究进展进行综述。

关键词：植物开花，调控机制，磷

在植物生命周期中，成花转变是植物从营养生长到生殖生长的关键发育转变，需要精确调节以最大限度地提高繁殖成功率。开花这一复杂的生理过程受到自身与环境两方面的因素调节。当遭遇不利环境胁迫时，植物为保存物种会提前由营养阶段过渡到生殖阶段，使植物早花，出现“逆境诱导的开花”的现象^[1]。

磷是一些生物大分子如核酸、磷脂和ATP等的重要组成成分，是植物生长发育所必需的大量营养元素之一。磷元素的缺乏会严重干扰物质代谢、能量代谢等生理活动。虽然土壤中磷含量不低，但可被植物利用的可溶的磷的浓度相对较低，无法满足植物正常生命活动需要，这导致植物存在缺磷现象^[2]。因此为适应土壤中磷的动态变化，植物在长期的进化过程中逐渐形成了复杂的调控机制，维持合适的磷水平和细胞磷稳态^[3]。

本文通过综述近年来植物开花的调控机制以及磷参与植物生长发育的研究成果，以期为进一步探究缺磷调控植物开花时间的机制提供一些思路，并为土壤治理与环境保护提供指导。

1. 植物开花时间的调控机制

开花这一复杂的生理过程受到自身与环境两方面的因素调节。近年来，通过对拟南芥等模式植物的研究表明，开花时间分子调控主要有六条途径，分别是光周期途径、春化途径、自主途径、温度途径、赤霉素途径和年龄途径。这些信号途径构成一个复杂的调控网络，调控开花基因CONSTANS（CO）、FLOWERING LOCUS T（FT）、SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS1（SOC1）、FLOWERING LOCUS C（FLC）、SHORT VEGETATIVE PHASE（SVP）等的表达，最终启动植物的成花转变^[4]。

1.1 光周期途径

CO / FT模式的表达变化是光周期途径中最重要的部分^[5]。光周期途径始于叶中光感受器对光信号的感知。目前，在植物中发现了三种主要类型的光感受器：光敏色素、隐花色素和向光素。在感测到光周期后，感光器将信号传输到生物钟。CO编码具有B-box锌指结构的转录因子，其表达受24小时周期性的生物钟调节。CO的转录水平受FKF1、GI、CYCLING DOF FACTOR（CDF）和FLOWERING BHLH（FBH）的调节。它们之间的相互作用调节CO的表达^[6]。在诱导性光信号调控下，CO蛋白积累，诱导下游基因 FT和 TWIN SISTER OF FT （TSF）表达，从而促进植物开花^[7]。