植物的花期由什么决定？

源济

植物的花期由什么决定？

作者 / 知乎用户

为了规避对传粉者的竞争压力和适应不同的气候类型，植物逐渐分化出了不同的花期，并出现了长日照植物和短日照植物的分别。长日照植物只有当日照长度超过临界点时才会开花，这些植物一般在春末夏初开花，如大麦、油菜和萝卜。长日照植物一般分布在高纬度地区，这些地区一年大部分时间都寒冷且光照弱，不适宜开花繁殖，所以植物会选择在气候变暖之后尽早开花。而短日照植物只有当日照长度短于临界点才会开花，这些植物一般在秋季开花，如土豆、玉米、水稻等。这些植物一般分布在低纬度地区，这些地区一年大部分时间气温都偏高，且光照充足。所以植物可以在充分进行营养生长，积累尽可能多的营养后，选择在秋季开花。而处在其间的温带地区则兼有长日照植物和短日照植物。

另有一些植物对日照时间长短不敏感，被称为中性植物，如番茄、玫瑰、黄瓜。这些植物营养生长到一定程度，在适宜的条件下即会开花。

植物对花期时间的精确把握对植物的成功繁殖至关重要。开花过早，植物还没来得及积累足够的营养，可能会导致种子发育不良。开花太晚，则可能在生长周期结束之前来不及结种子。植物花期的影响主要来自非生物和生物因素两大方面。前者包括温度和光周期，后者包括植物激素，传粉者、种子传播者和各种致病菌。

植物开花受到一系列被环境因素触发的基因通路的调控。拟南芥中，FLOWERING LOCUS T (FT)是关键开花介导基因，能编码促花素（florigen）激活花分生组织的识别基因。植物的叶片通过光敏素感知昼夜长短的变化。在长日照环境下，长日照植物中的转录因子 CONSTANS (CO)促进 FT 的表达，FT 蛋白从叶片被转运到植物分生组织，并激活分生组织识别基因，如 LEAFY 和 APETALA1，顶端分生组织就会从营养生长转向开花。而在同样的长日照环境下，短日照植物中的 CO 则抑制 FT 的表达。CO 对下游通路调控的不同作用导致了长短日照植物花期的不同。CO-FT 调控通路存在于所有已知的植物中。

干旱会促进植物加速开花过程，以期在植株死亡之前结出种子，而种子本身即有休眠保证长时间生存的能力。这种现象被称为逃旱性（drought escape）。

高盐分会导致植物开花滞后。高温会加速植物开花，而低温则会使开花滞后。营养匮乏会促进植物开花。高糖浓度推迟开花，低糖浓度促进开花。

气候也会导致花期改变。研究表明超过四百种植物的花期都随全球气温变暖而提前。高二氧化碳水平通过小 RNA 的调控促进植物开花。

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一些我查到的比较有价值的文献。由于不是做这个领域的，可能并不完全：

Song YH, Ito S, Imaizumi T. 2010. Similarities in the circadian clock and photoperiodism in plants. Current Opinion in Plant Biology, 13: 594-603.

Valverde F. 2011. CONSTANS and the evolutionary origin of photoperiodic timing of flowering. Journal of Experimental Botany, 62: 2453-2463.

Elzinga JA, Atlan A, Biere A, Gigord L, Weis AE, Bernasconi G. 2007. Time after time: flowering phenology and biotic interactions. TRENDS in Ecology and Evolution, 22: 432-439.

Kazan K, Lyons R. 2016. The link between flowering time and stress tolerance. Journal of Experimental Botany, 67: 47-60.

Mouradov A, Cremer F, Coupland G. 2002. Control of flowering time: Interacting pathways as a basis for diversity. The Plant Cell, 14: S111.