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春化作用与光周期在生产实践中的应用现状

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摘要：春化作用与光周期是两种对植物有深远影响的自然现象，在农业生产中有着广泛的应用。可以这么说只有搞清楚春化与光周期才能更好的服务于农业，笔者立身现代潮流之中，感慨于国家的兴农政策，收集诸多春化作用与光周期的应用现状的实例，只为了更有利于现代农业的发展。

关键词：春化光周期实践现状发展

植物从营养生长转入生殖生长即花的形成是植物生活史上的一个重大的转折点，这种转变只能发生在植物一生的某一时刻，在一定范围内这一时刻的遗传是固定的[01]。

1春化作用

1.1春化作用的概念及发现

一般指单子叶植物必须经历一段时间的持续低温才能由营养生长阶段转入生殖阶段生长的现象，这种现象被称作春化现象。简单的说就是低温促进植物开花的作用[02]。早在很久以前，我国北方农民就在农业生产中运用了春化作用的一些原理，创造性的发明了“闷麦法”，促进了我国早期农业的发展。也许是受到这种启发，国外植物学家开始注意到这种低温对作物成花的影响。当然不是所有植物都会受到春化作用的影响，需要春化的植物，包括大多数二年生植物，如萝卜、白菜、天仙子等，部分的一年生冬性植物，如黑小麦、冬黑麦等，以及一些多年生草本植物[03]。需要春化的植物经过低温处理后，往往还需要较高的温度和长日照才能顺利开花。

1.2春化作用的机理

研究表明，FLC的转录水平与开花有量化的关系，春化作用使其mRNA降低，一般情

况下，FRI能促进FLCmRNA的积累从而抑制开花[04]。冬性一年生植株对于春化作用的需求是由于显性等位基因FRI和FLC协同作用所致。通过对FLC的克隆及其功能的研究表明，FLC编码一个含MADS盒的开花抑制转录因子，它是控制拟南芥开花春化途径的枢纽基因。编码一个含有2个卷曲螺旋结构域蛋白，表明它和其他的蛋白或核蛋白存在相互作用是促进FLC的表达，从而实现对开花的抑制作用。春化作用对于开花的促进作用是通过抑制FLC的表达实现的，但这种抑制并不通过FRI的调节途径，而是通过另外一条与FRI激活FLC平行的途径[05].品种的冬春习性可以通过显隐性春化基因的替换而转化，Cappelle-Desprez为冬性小麦品种，Worland和Law将Cappelle-Desprez的隐性基因vrn-D1替换中国春习性小麦相同位点的显性基因，中国春则转化为冬性；Hobbitsit为冬性小麦品种，

将显性春化基因Vrn-A1导入，Hobbitsit即转变为春性品种[06]。

1.3作物的春化条件

植物种类的不同，往往需要的春化条件即对低温的要求范围和低温的持续时间是不一样的。一般低于最适生长的温度对成花就具有诱导作用，植物的原产地不同，春化时所要求的温度也不一样。对于大多数需要春化的植物，1-2℃是最有效的温度。植物在春化结束之前，如果将其置于较高的温度下，低温诱导开花的效果会被减弱甚至消除，这就是去春化作用，去春化作用之后在春化对大多数植物是有利的。除低温外，还需要氧气、水分、糖类的配合。植物在缺氧条件下不能完成春化；吸涨的小麦种子可以感受低温，而干燥的种子不行；将植物种子胚中的糖分耗尽，这样的胚进行低温诱导时也不能产生春化反应。

不同植物感受低温的的时期有明显的差异。大多数需要低温的二年生和多年生植物只有在幼苗生长到一定程度后才能感受春化作用的号召，因为感受低温的部位是茎尖生长点。

实验证明，完成春化的植株不仅能保持这种低温的刺激，而且也能传递这种刺激。这种有

春化作用产生的神秘物质可以不断的复制，人们将其命名为春化素。

1.4春化作用在农业上的应用

春化作用在农业上的应用，主要表现在春化处理、引种和控制花期。

农业生产上用人工给予萌动的种子以低温处理，使之完成春化作用。我国农民很早就

找到解决秋季因自然灾害原因不能播种或出苗不好需要春季补种的方法，即闷麦法。

由于不同地区气候条件不同，我国北方纬度高、气温低，南方纬度低、气温低，远地

引种时，首先须了解该品种对低温的要求及当地气候条件能否满足它对气候条件的要求，

不然会给生产带来严重的损失。另外，南种北引与北种南引需要注意的地方完全不同[07]。

在园艺作物生产中常利用解除春化效应以控制某些作物的开花。如葱在前一年所形成

的幼嫩鳞茎,在冬季或藏中就可以通过春化而提前开花,从而影次年形成大鳞茎。在生产中常在春季给予物高温处理以解除其春化,即可防止它在长期抽苔开花。又如当归为二年生药用物,当年收获的肉质根品质低,第二年又因花而降低根的药用价值,如果第一年冬前根挖出,贮

藏在高温条件下,便可减少次年抽苔率,而获得质量更好的当归根。在花栽培中,若用低温处理,可使一、二年生草花卉改为春播,在当年开花。例如,用05℃低温处理石竹以诱导其通过

春化,可促进其花芽分化。

1.5展望

随着现代农业的发展，春化作用必将在农业生产中绽放璀璨的光芒！利用植物的春化

现象，不仅操作简便、成本低廉，而且能大幅度提高作物的产量，控制植物的开花结实，

提高农民的经济收益，必将受到国家的重视，大力推广！

2光周期

2.1光周期的概念

光周期是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替变化即一天中昼与夜的相对长度[02]。

光周期现象是生物对昼夜光暗循环格局的反应。大多数一年生植物的开花决定于每日日照

时间的长短。除开花外，块根、块茎的形成，叶的脱落和芽的休眠等也受到光周期的控制。植物对周期性的、特别是昼夜间的光暗变化及光暗时间长短的生理响应特点，尤指某些植

物要求经历一定的光周期才能形成花芽的现象，但其他生理活动也受光周期影响。短的生

理响应特点，尤指某些植物要求经历一定的光周期才能形成花芽的现象。

2.2光周期对植物的影响

根据植物开花对光周期的反应不同可以将植物分为短日植物、长日植物和日中性植物。达到一定的生理年龄的植株，只要经过一段时期的适宜光周期处理，以后即使处在不适宜

的光周期条件之下，仍然可以长期保持刺激的效果而诱导植物开花，这种现象叫做光周期

诱导。光周期还对植物保护酶活性、膜过氧化作用以及质膜透性产生影响,Beril 等在对拟南芥研究中发现,长日照条件可显著提高其抗氧化酶活性[08]。短日照相互挪移试验对光周期

敏感性的研究表明，长日照抑制开花，短日照促进开花。在光周期反应敏感阶段，挪移的

时期越早、时间越长，对叶片数和开花时间的影响越大。玉米和狗尾草在长日照条件下的

光周期敏感阶段都比短日照条件下的敏感阶段长。光周期敏感自交系cML288比光周期相

对不敏感自交系的光周期敏感阶段长[09]。

2.3光周期的作用机理

光周期反应中感受光的变化，进而区分昼夜的光受体主要有3类：光敏色素、隐花色

素和趋光素。光敏色素主要由基因PHYA，B，C，D，E编码，其中phyA介对远红光的反应，其余基因介导对红光的反应。隐花色素和趋光素介导对蓝光的反应。目前研究发现，隐花

色素基因中的Cry2，phyA和phyB可能是光周期中起主导作用的光受体[06]。