氯酸鉀促龍眼成花機理的研究進展

林建忠

摘要“KClO3longan model system”除了具有生產應用上的意義，更具有重要的科研潛力和科研價值。對氯酸鉀促龍眼成花的植物生理學及分子生物學機理研究進行簡介。

關鍵詞龍眼；氯酸鉀；抑制差減雜交

中圖分類號S685.17文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）22-07329-03

龍眼是大型熱帶喬木，一般成年樹一年開一次花，龍眼KClO3催花技術自發明以來得到了廣大龍眼科研工作者的重視，目前已有較大面積的推廣，但催花機理尚不明確，因而應用的效果不穩定[1-3]。運用植物生理學及分子生物學先進技術結合多學科方法，系統地研究氯酸鉀催花機理，有助于進一步解讀木本植物特別是熱帶亞熱帶果樹開花的機理，對于植物學、遺傳學和植物生理學研究都有重要參考價值。

1多因子控制模型

關于植物開花的機理，多因子控制模型[4]得到廣泛認同。該假說認為：植物開花受多個促進因子和抑制因子的控制，促進因子和抑制因子在適當的時間達到適宜的濃度植物開花。從分子遺傳學和分子生物學角度解讀多因子控制假說為：植物開花過程由遺傳和外界環境兩個因素決定，諸多因子（激素、代謝產物、光照、溫度等）控制許多特異性基因按一定的時空性啟動和關閉表達[5]。近年來，通過突變體研究在雙子葉模式植物擬南芥、金魚草中分離得到一系列開花相關基因，進一步證實了多因子控制模型[6]。

至今，多年生果樹開花的分子機制研究與模式植物比極為落后，特別是在楊樹基因組并未發現擬南芥中FLC的同源基因（FLC調控開花轉換開關LEAFY，是植物開花時期的分子控制研究中的關鍵基因之一）[7] ，預示擬南芥中得到的開花信息是不完整的，具有局限性，果樹開花分子機理的研究亟需開展，“KClO3 longan model system”提供了很好的研究體系。

2氯酸鉀誘導龍眼成花機理

氯酸鉀誘導龍眼成花機理提出過“硝酸還原學說”、“滲透壓學說”、“乙烯誘導學說”、激素平衡、基因表達等猜測，至今未有定論[8]。已有研究多限于物質含量的變化和人工調控等方面[9]，近年來，分子生物學方面也開始涉及，從mRNA差異片段、DNA甲基化方面已進行了初探[10]。盡管花芽的出現是本階段最終的和最劇烈的變化，然而形態分化之前的生理分化期歷經一系列重要的生理生化和基因程序化表達是控制分化的關鍵時期，仍然需要開展生理生化與分子生物學的深入研究。Anuntalabhochai等研究發現，經過氯酸鉀處理的頂芽DNA并未發生之前人們猜測的甲基化[11]。這些成果都為進一步開展氯酸鉀誘導龍眼成花分子機理研究奠定了基礎。

2005年，Matsumoto報道了迄今有關于龍眼KClO3催花的分子生物學研究，研究選用7年生 ‘Biew Kiew龍眼為材料，KClO3處理后的花芽以及對照的葉芽，采用抑制差減雜交（Suppressive subtraction hybridization，SSH）方法，確定65個在葉芽或花芽中差異表達的基因片段（表1）[12]。大部分基因已報道與其他植物開花相關，3個基因Carbon catabolite repressor （CCR4）—associated factors（LVFS-323）、SAM proteins（LVFS-290）以及Notchlesslike proteins（LVFS-65）屬新報道與開花相關基因。