茶叶科技进展 | 茶树成花机理研究进展
2019-07-31 作者: admin 来源: 未知 已阅读次
茶树具有开花多、花期长的特点。开花是植物进入生殖生长的重要标志，花器官的形成在遗传信息传递中起重要作用。百花盛开的阳春三月，不知道大家是否关注过植物成花的机理，本文就将针对茶树成花的机理进行探讨。
茶花除了具有消炎、抗氧化、降血糖、助消化、抗癌等多重功效，因此具有广泛的应用前景；其在茶树遗传层面、育种方面都有着重要作用。本文梳理了近年来茶树成花调控和花芽分化与发育的研究进展，提出了茶树花芽分化研究的方向，为进一步解析茶树花芽分化的机制提供参考。
植物通过接收的光周期和温度信号，感受季节的变化，调控相应基因的表达以调节开花时间，避免在不适宜的环境开花而降低生殖成功率。植物开花是一个复杂的生理过程，是外界环境与内在因素相互作用的结果。科学家通过科学研究相继提出了光周期途径、春化途径、自主途径和赤霉素途径调控开花和年龄途径调控开花。
1.1 光周期途径
光从光质、光强和光周期3个方面影响植物的形态建成、休眠、开花等多种生理过程。植物通过生物钟感受光周期的变化，根据日照时长调节开花时间早晚，是光周期途径的本质。
山茶花（Camellia japonica）是一种与茶树亲缘关系较近的观花苗木，属长日照植物。研究表明，长日照可提前山茶花的花期。迄今为止，尚未有揭示光周期调控茶树开花机制的研究报道。
1.2 春化途径和自主途径
温度是重要的环境因素，影响植物生长发育的方方面面。生长在温带地区的种子植物，需通过冬季一段时间的低温才能够开花的现象叫做春化。自主途径是植物生长到一定程度，即使未经历春化，最终也能调控植物开花的途径。
1.3 赤霉素途径
赤霉素（Gibberellin，GA）在被子植物成花调控中具有重要作用。迄今为止，GA影响茶树成花的研究仅停留在观察统计层面，其中的作用机理尚不清楚，有待进一步研究。
1.4 年龄途径
为摆脱成花对环境的依赖，多年生植物进化出了年龄途径，在营养贮备不足及发育不成熟的幼年期抑制生殖生长，发育成熟后才具备生殖能力。
1.5 其他因素
通常植物在胁迫的环境下会加速生殖生长，通过产生更多种子等繁殖体来应对环境威胁。
氮磷钾肥是农业生产中最常用的肥料，在茶树生产中，单施氮肥促进营养生长，提高产量，而单施磷肥促进生殖生长，花果量增多。
生产中还发现茶园在春茶过后进行一定程度的修剪可以一定程度上减少开花结实量。深入揭示水肥、修剪等农艺措施影响茶树开花的内在机理，对于有效控制茶树产花数量，提高茶叶产量和品质有着重要意义。
茶树开花周期长，花芽形成不同步，同一时间里可以观察到盛开的花和处于不同分化阶段的花芽。现阶段认为，茶树花芽分化分为前分化期，萼片形成期，花瓣形成期，雌、雄蕊原基形成期、子房、花药形成期和雌、雄蕊成熟期等6个时期。
2.1 花芽分化过程
植物的花芽分化一般具有生理分化和形态分化2个过程。生理分化为花芽分化提供生理环境和物质基础。Jia等通过系列实验证明次生代谢物和植物激素在花芽分化过程中具有重要作用，具体调控机制需要进一步挖掘。
形态学观察能确定花芽分化及发育的关键时期，同时为茶树成花机制研究提供形态学依据，具有重要意义。严学成对茶树形态结构进行了较全面系统的观察，认为茶树花芽分化分为前分化期，萼片形成期，花瓣形成期，雌、雄蕊原基形成期、子房、花药形成期和雌、雄蕊成熟期等6个时期，并得到广泛认可。
2.2 花芽分化与花发育分子基础
SAM向花序分生组织（Inflorescence meristem，IM）的转变是营养生长向生殖生长转变的开端，IM分化出花分生组织（Floral meristem，FM）是花芽形成的基础。TERMINAL FLOWER1（TFL1）基因是IM特异基因，起到形成和维持IM的作用，TFL1与FM决定基因LEAFY（LFY）和APETALA1（AP1）相互作用，抑制IM向FM的转变。
茶树是叶用经济作物，茶树芽叶的数量和质量直接影响茶叶的产量和品质。开花和结实都是大量消耗树体养分的生理过程，严重影响茶树的营养生长以及茶叶的产量和质量。因此，解析茶树花芽分化的调控机制及其影响因素，对于茶叶生产而言具有非常重要的意义。
目前，茶树成花相关研究尤其是机理研究基础相对薄弱。今后，应当借鉴其他植物特别是木本植物的最新研究进展，促使茶树成花研究取得更大突破。
责任编辑：千鹤茶苗