陳 晨 喻方圓

(南京林業(yè)大學林學院/南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心 南京 210037)

林木花芽分化是指林木每年形成的頂端分生組織由營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的過程，即林木枝條上的生長點由分生出營養(yǎng)芽轉(zhuǎn)變?yōu)榉只龌ㄑ康倪^程。花是變異的嫩枝(Goethe， 2009)，花器官是高度變異的葉片(Gotoetal.， 2001)?；ㄑ糠只怯蔂I養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的生理和形態(tài)標志。這一過程由花芽分化前的誘導階段及之后的花序與花分化的具體進程所組成。一般花芽分化可分為生理分化、形態(tài)分化2個階段。芽內(nèi)生長點在生理狀態(tài)上向花芽轉(zhuǎn)化的過程，稱為生理分化?；ㄑ可矸只瓿傻臓顟B(tài)，稱作花發(fā)端。此后，便開始花芽發(fā)育的形態(tài)變化過程，稱為形態(tài)分化?；ㄑ糠只橇帜鹃_花結(jié)實的基礎(chǔ)，其狀況直接影響到果實的產(chǎn)量和質(zhì)量(喻方圓等， 1997; Chutinanthakunetal.， 2015)。因此，對林木花芽分化的研究具有重要的理論和實踐價值。

1 花芽分化的解剖學觀察和花芽分化時期的劃分

解剖學觀察是研究花芽分化最直觀的方法，通過研究花芽分化期間芽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化有助于了解林木所處分化時期。頂端生長點變得扁平標志著營養(yǎng)生長向生殖生長的轉(zhuǎn)變(Ryugo， 1985)。Engin等(2007)對甜櫻桃(Prunusavium)花芽形成和分化期間花芽的掃描電鏡研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)變?yōu)樯成L的標志是頂端生長點由扁平狀變?yōu)榘肭蛐?，并認為這一現(xiàn)象發(fā)生的原因是受到環(huán)境，尤其是溫度的影響。Biologische bundesanstalt, bundessortenamt and chemische industrie(BBCH)是一種國際通用的定義,用于描述植物生長不同階段物候特征(Kishore， 2016)，Han等(2018)采用此方法記錄了中國東南地區(qū)薄殼山核桃(Caryaillinoinensis)花芽的外部形態(tài)變化。Mert等(2013)利用體式顯微鏡和掃描電鏡技術(shù)對大、小年油橄欖(Oleaeuropaea)花芽內(nèi)外部形態(tài)進行調(diào)查，并詳細記錄了花芽大小的變化過程。洑香香等(2011)在研究青錢柳(Cyclocaryapaliurus)雌先型植株雌花花芽形態(tài)變化時發(fā)現(xiàn)，花芽起初呈紅斑點狀，2周后逐漸膨大呈紡錘形，當花序伸長膨大，可見花柄、苞片時形態(tài)分化完成。林木花芽形態(tài)分化進程與其外部特征存在密切聯(lián)系，根據(jù)它們的時序性對應關(guān)系，可通過對花芽外部特征的觀察來判斷花芽形態(tài)分化的過程(李辛雷等， 2012)。

為了更準確地描述林木花芽分化的特征，花芽分化又會被細分為不同時期。但不同學者對不同植物花芽分化時期的劃分有所區(qū)別，如朱牧笛等(2017)將蘋果(Maluspumila)花芽分化過程劃分為未分化期、分化初期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期6個時期；Chen等(2019b)將東京野茉莉(Styraxtonkinensis)花芽分劃時期劃分為花芽分化始期、花序原基出現(xiàn)期、花萼原基出現(xiàn)期、花瓣原基形成期、雄蕊原基形成期和雌蕊原基形成期；武春昊等(2019)將“大香水”梨(Pyrusussriensis)花芽分化過程劃分為花序原基分化期、花蕾原基分化期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期6個時期。同一種植物不同品種間花芽分化時期也可能不同。單瓣型、半重瓣型山茶花(Camelliajaponica)花芽分化包括花原基、萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基和雌蕊原基分化期；而托桂型、重瓣型山茶花較前者多了雄蕊瓣化和雌蕊瓣化2個時期(葉茂宗等， 1989)。桂花(Osmanthusfragrans)雄花和兩性花花芽分化規(guī)律基本一致，只是雄花各分化階段開始時間均早于兩性花(Xuetal.， 2014)。

2 花芽分化期

不同林木花芽分化時間不同，多數(shù)樹種是在開花前一年夏季到秋季之間進行。如杉木(Cunninghamialanceolata)雄球花在結(jié)實頭年的6月下旬開始分化，7月下旬—8月上旬雄球花花芽外形明顯膨大，容易與一般葉芽區(qū)別，整個過程持續(xù)30～40天。杉木雌球花在結(jié)實頭年的9月上、中旬開始分化，到10月中、下旬出現(xiàn)大孢子葉球雛形，雌球花花芽開始分化時間比雄球花晚70～80天(俞新妥等， 1981)。范李節(jié)等(2018)調(diào)查了3種木蘭屬(Magnolia)植物的花芽分化期發(fā)現(xiàn)，花芽分化時間集中在4月底至6月上中旬，整個過程歷時34～41天。柑桔(Citrusunshiu)、芒果(Mangiferaindica)和美洲山核桃(Caryaillinoinensis)等，僅在開花前1～2個月進行花芽分化(Samachaetal.， 2013)。表1是部分樹種的花芽分化期。

表1 部分樹種的花芽分化期Tab. 1 Period of flower bud differentiation in some tree species

3 影響花芽分化的內(nèi)在因素

3.1 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)

3.1.1 赤霉素 在赤霉素(GA)對林木花芽分化的影響方面相關(guān)研究豐富，但其中不乏相互矛盾之處(Wilkieetal.， 2008)。有證據(jù)表明，GA對大多數(shù)闊葉樹種的花芽分化具有抑制作用，但對針葉樹而言，情況則正好相反。美洲山核桃在前1年盛花期后施用GA減少了次年的開花(Wood， 2011)。在12月份對樹木施用GA或GA合成抑制物質(zhì)，能夠顯著改變次年營養(yǎng)枝/花枝的比值，與未處理的林木相比，GA處理降低了成花基因(FT)的轉(zhuǎn)錄(Muoz-Fambuenaetal.， 2012)。GAs對花芽分化的影響與其種類有關(guān)，GA3和GA7能抑制櫻桃(Cerasuspseudocerasus)和蘋果的花芽孕育從而抑制開花，而GA4對開花有促進作用(曲波等， 2010；Xingetal.， 2016)。Reig等(2011)對枇杷(Eriobotryajaponica)噴施GA3，結(jié)果表明枇杷開花數(shù)減少，研究中還指出這種抑制作用是通過干擾花芽誘導和分化過程實現(xiàn)的。此外，GA對植物花芽分化的影響還取決于植物所處的物候期、芽的位置、GA的濃度等(Bangerth， 2009)。Gonzlez-Rossia等(2006)研究不同濃度GA3對‘Black Diamond’和‘Black Gold’2個品種日本李(P.salicina)不同枝條類型開花數(shù)的影響，50 mg·kg-1GA3處理減少了2個品種混合枝上40%的花量，而濃度超過75 mg·kg-1的GA3處理則減少了75%～90%的花量；對50 mg·kg-1GA3分別減少了‘Black Gold’和‘Black Diamond’帶刺枝40%和25%的花量；75 mg·kg-1以上濃度的GA3處理分別減少70%、50%的花量。GA的抑花作用能減少人工疏花成本，同時不影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)。雖然GA促進擬南芥(Arabidopsisthaliana)營養(yǎng)生長停止，但也抑制花的形成，說明GA對擬南芥成花與營養(yǎng)生長的平衡具有雙重調(diào)控作用(Yamaguchietal.， 2014)。GA處理下，柑桔2 000多個功能基因的表達水平發(fā)生變化，其中300個基因的表達量至少提高2倍。GA處理還導致成花基因FT和Apetela 1(AP1)的mRNA水平降低(Goldberg-Moelleretal.， 2013)。GA對闊葉樹種花芽分化具有促進作用，如Hassankhah等(2018)研究不同濃度GA對核桃(Juglansregiacv. ‘Chandler’)開花的影響，GA處理均增加了每個分枝上的開花量。

赤霉素抑制闊葉樹的花芽分化，但對針葉樹而言，情況則正好相反。赤霉素首先被證實能促進柏科(Cupressaceae)和杉科(Taxodiaceae)樹木的花芽分化(Katoetal.， 1958；Pharisetal.， 1967)。赤霉素能夠促進松科樹木的開花，如扭葉松(Pinuscontorta)(Pharis， 1975)、紅松(P.koraiensis)(郭景瑞等， 2013)等。赤霉素對扁柏屬(Chamaecyparis)、柏木屬(Cupressus)、刺柏屬(Juniperus)、崖柏屬(Thuja)、羅漢柏屬(Thujopsis)、四鱗柏屬(Tetraclinis)、柳杉屬(Cryptomeria)、杉木屬(Cunninghamia)、水松屬(Glyptostrobus)、水杉屬(Metasequoia)、巨杉屬(Sequoiadendron)、落羽杉屬(Taxodium)、落葉松屬(Larix)、云杉屬(Picea)、松屬(Pinus)、黃杉屬(Pseudotsuga)和鐵杉屬(Tsuga)等樹木的開花均有促進作用(Bonnet-Masimbert， 1987)。Pharis等(1987)在研究中指出，各種促進開花的栽培措施往往與GA4/7協(xié)同作用，減緩了因施用GAs產(chǎn)生的氧化代謝，同時導致內(nèi)源低極性GAs(如GA4/7)的積累，可見GA4/7可通過類似于自然促進開花的方式促進開花。同時GA4/7對針葉樹種開花具有直接的形態(tài)發(fā)生作用。

3.1.2 生長素 關(guān)于生長素(IAA)對植物花芽分化的影響爭議頗多。一種觀點認為IAA可能是花芽形成的抑制因子。王玉華等(2002)在對大櫻桃的研究中發(fā)現(xiàn)，IAA在花芽生理分化期含量低，而在形態(tài)分化過程中含量升高，但花芽內(nèi)IAA濃度遠低于葉芽中IAA濃度，因此認為IAA抑制花芽分化。羅羽洧等(2007)在研究無花果(Ficuscarica)花芽分化與內(nèi)源激素含量關(guān)系時也指出，IAA對于無花果而言是一種抑花激素。高水平的IAA同樣會抑制文冠果(Xanthocerassorbifolium)花芽分化(張寧等， 2019)。IAA在花芽分化不同階段起不同作用。Gao等(2012)研究指出IAA與核桃(J.regiacv. ‘Liaoning 1’)生理分化沒有密切聯(lián)系，而對其形態(tài)發(fā)生有顯著影響。也有研究認為，低濃度IAA是花發(fā)生所必需的，而高濃度IAA可能抑制花芽分化(曲波等， 2010)。

3.1.3 細胞分裂素和脫落酸 喻雄等(2019)在研究內(nèi)源激素含量與‘鐵城一號’油茶(C.oleiferacv. ‘Tiecheng No.1’)開花關(guān)系時發(fā)現(xiàn)，在花芽期細胞分裂素(CTK)含量上升，顯蕾期含量達到最高值后下降，這一結(jié)果說明CTK促進了‘鐵城一號’油茶開花。CTK在花芽誘導階段起重要作用(Fangetal.， 2018)。CTK可以通過激活FT和Twin Sister of FT(TSF)基因的表達對開花進行調(diào)控(D’Aloiaetal.， 2011)。牛輝陵等(2015)對棗(Ziziphusjujuba)花芽分化的研究也指出，CTK對果樹的花芽分化有促進作用。

脫落酸(ABA)對花芽分化的影響研究不多。有研究認為，ABA可能對花芽分化有利。花芽期時，ABA含量較低，隨著花發(fā)育含量不斷上升，謝花期時含量最高，ABA對‘鐵城一號’油茶花芽生理分化有利(喻雄等， 2019)。高水平的ABA還促進了側(cè)柏(Platycladusorientalis)雄花和雌花的形成(李廣等， 2019)。

3.1.4 其他植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 朱振家等(2015)研究油橄欖花芽分化期間側(cè)芽內(nèi)源激素含量的變化，結(jié)果表明油橄欖側(cè)芽內(nèi)高含量的玉米素核苷(ZR)有利于其花芽形態(tài)分化。劉少華等(2019)研究內(nèi)源多胺(PAs)對不同品種的杏(Prunusarmeniaca)花芽分化的影響，PAs對杏花芽分化和成花有重要作用，其中高含量的腐胺(Put)和亞精胺(Spd)有利于萼片原基、雌蕊原基的分化和成花。

3.2 樹體營養(yǎng)物質(zhì)

樹體營養(yǎng)包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和礦質(zhì)養(yǎng)分等，其中以碳水化合物最為重要。碳水化合物在植物生長發(fā)育過程中有兩大作用，一是為生長提供能量和碳骨架，二是代謝調(diào)控。因此，普遍認為碳水化合物的積累有助于植物完成花芽分化過程。研究碳水化合物對花芽分化的影響，其困難之處在于設(shè)計合理的試驗，將不同作用的碳水化合物分開。

環(huán)割有利于碳水化合物在環(huán)割以上部位的積累從而促進花芽誘導(Samachaetal.， 2013)，且環(huán)割時機十分重要。在柑桔開花頭年9—10月進行環(huán)割，第2年春天花量增加，但如果11月份環(huán)割，則沒有效果。環(huán)割增加了芽的質(zhì)量及蛋白質(zhì)濃度，加速花的形成，這些生理變化在冬季之前就發(fā)生了(Iwahorietal.， 1990)。Chen等(2019a)連續(xù)2年對東京野茉莉越冬枝條內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量進行測定，并建立與開花數(shù)的聯(lián)系，結(jié)果表明高含量的可溶性糖有利于東京野茉莉開花，且兩者之間呈極顯著正相關(guān)，而淀粉對東京野茉莉開花作用不顯著。但Stutte等(1986)的研究認為可溶性糖含量的上升對橄欖(Canariumalbum)花的形成沒有作用。

4 影響花芽分化的環(huán)境因素

4.1 水分

適度的干旱能促進植物的花芽分化。扣水有利于植物從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變，有利于養(yǎng)分的累積，促進花芽分化。李嘉玨(1981)研究發(fā)現(xiàn)，對梅花(Armeniacamume)進行干旱訓練后，梅花枝條生長受到抑制，各類型枝條比例有所改變，花芽開始形態(tài)分化的時間與枝條停止生長的時間有關(guān)。另外適度的干旱訓練有利于花芽數(shù)量的增加，與扣水強度有顯著關(guān)系?？厮纱龠M柑橘(Citrusreticulata)提早開花(于越等， 2019)。與對照相比，滴灌使得蘋果幼樹產(chǎn)生更多的花芽(Koutinasetal.， 2010)。青檸(Citruslatifolia)在重度水分脅迫條件下比適度水分脅迫條件下開花量更多(Southwicketal.， 1986)。當然，在水分對花芽分化的影響方面，也有不同的研究結(jié)果出現(xiàn)。如Benzoni等(1992)對荷荷巴(Simmondsiashinensis)的研究發(fā)現(xiàn)，在遭受水分脅迫條件下花芽形成受到抑制并且開花延遲。

4.2 溫度

除了水分，溫度對林木花芽分化的影響也很顯著，不同樹種對溫度的要求不同。許多熱帶和亞熱帶樹木的花芽分化是由低溫誘導的，如荔枝(Litchichinensis)、甜橙(Citrussinensis)和油橄欖等(Menzeletal.， 1995；Moss， 1976；Hackettetal.， 1964)。其與草本植物春化作用的不同是對低溫的需求不同，熱帶亞熱帶樹木需要的低溫是15～20 ℃，而草本植物春化作用需要的低溫是-1 ℃～10 ℃。而對溫帶落葉樹種來說，高溫(30 ℃以上)增加葡萄(Vitisvinifera)花芽的誘導，21 ℃或更低的溫度則增加葡萄藤蔓的生長(Buttrose， 1970)。較高的溫濕度促進石榴(Punicagranatum)的花芽分化，且以月均溫15～20 ℃為宜。當月均溫低于10 ℃時，花芽分化停止(蔡永立等， 1993)。與此相反，朱益民等(2019)研究發(fā)現(xiàn)，相比于25 ℃， 19 ℃顯著促進‘堰紅桂’(O.fragranscv. ‘Yabhong’)的花芽分化，該溫度下花序分化期和雌蕊分化期縮短。較高的溫度(28 ℃)不僅抑制藍莓(Vacciniumcorymbosum)花芽的形成，還削弱花芽的分化，最終導致花發(fā)育不完全(Pescieetal.， 2011)。

溫度對花芽分化的影響往往不是直接的，而是通過其他器官或過程間接發(fā)生作用。如Koutinas等(2010)研究指出，高溫促使某些蘋果品種的長枝頂端產(chǎn)生GA，間接抑制花芽的形成。低溫對花芽休眠的解除、花發(fā)育過程的順利完成具有重要作用(Fadnetal.， 2018)。低溫對于花原基的形成具有誘導作用，低溫是必須的，但低溫并不會直接引發(fā)花原基的形成，經(jīng)歷低溫后還需要經(jīng)歷適宜的溫度，才有利于花原基的形成(區(qū)善漢等， 2009)。植物開花的春化作用促進植物開花與DNA甲基化水平降低密切相關(guān)，且兩者之間呈正相關(guān)，這說明春化作用促進開花可能是由于對誘導開花的基因或基因啟動因子的去甲基化引起(李紅艷等， 2019)。芒果是通過成熟的葉片來感受低溫的，成熟葉片對荔枝的花芽分化的誘導也是必須的(Yingetal.， 2004)。柑桔的葉片對低溫誘導花芽分化來說可能不是必須的，或者柑桔通過干旱來誘導花芽分化，這意味著低溫或干旱誘導柑桔花芽分化的感知器官可能是枝或芽(Wilkieetal.， 2008)。

4.3 光照

光照是植物生長發(fā)育中重要的外界環(huán)境因子之一，光照時間和光照強度對植物花芽分化也有較大影響。日照時間縮短30 min可誘導哥斯達黎加25種熱帶落葉和半落葉樹種的花芽分化(Riveraetal.， 2001)。中等光照強度處理下新西蘭圣誕樹(Metrosiderosexcelsa)開花最多，過強或過弱光照處理不利于油橄欖花芽分化(Henriodetal.， 2003；Stutteetal.， 1986)。光照強度達到光飽和后對花發(fā)育不再產(chǎn)生影響(Christiaensetal.， 2015)。在夏季對杏樹冠內(nèi)進行遮蔭，造成冠層內(nèi)透光不足，導致花芽內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)水平降低，最終導致開花減少(Bartolinietal.， 2013)。有研究指出，在不同的環(huán)境因素誘導下，樹木累積的成花素可能是相同的。FT基因的表達可能因低溫誘導，也可能由長日照或短日照誘導。中間型植物的日照也會誘導FT基因的表達。長日照誘導擬南芥FT基因在葉片中積累，而適宜的溫度或高鹽環(huán)境能通過積累FT蛋白誘發(fā)擬南芥提前開花(Balasubramanianetal.， 2006；Ryuetal.， 2011)。Ikegami等(2013)從無花果中分離得到的FcFT1基因可在葉片中高度表達，同時指出該基因在長日照和短日照條件下表達量均增加。

5 花芽分化相關(guān)假說

植物花芽分化是個復雜的過程，是多種因素共同作用的結(jié)果，采取科學的措施對花芽分化進行調(diào)控，有助于提高植物開花結(jié)實質(zhì)量。近年來，國內(nèi)外研究者針對花芽分化的調(diào)控提出許多看法，如碳氮比學說、激素平衡和信號調(diào)節(jié)假說等。

5.1 碳氮比學說

碳氮比學說最早由Klebs提出，即只有當植物體內(nèi)碳水化合物的積累比含氮化合物在數(shù)量上占優(yōu)勢時，植物開始開花。潘瑞熾等(2001)將該學說總結(jié)為當植物體內(nèi)碳水化合物與可利用的含氮化合物比值高時，有利于生殖生長，可促進開花；反之有利于營養(yǎng)生長，抑制開花。張麗之等(2019)對蘋果的研究結(jié)果證實此觀點。植物體內(nèi)儲備的碳水化合物和含氮化合物對花芽的形成具有重要作用，兩者的積累可促成某種促花劑的合成，從而影響芒果花芽分化的誘導(Gorakhetal.， 1999)。

5.2 激素平衡和信號調(diào)節(jié)假說

Luckwill(1970)認為植物花芽分化并非與某一特定的激素有關(guān)，CTK/GA平衡可解釋植物花芽分化，即CTK/GA高時花芽大量形成；反之成花能力下降。激素的平衡可導致成花基因解除阻遏，使成花基因活化。目前，這一假說得到發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)花芽分化還與CTK/IAA、ABA/IAA、ABA/GA、(ZR+IAA)/GA等激素平衡密切相關(guān)(鐘曉紅等， 1999；潘瑞熾， 2002)。羅羽洧等(2007)測定無花果花芽中幾種激素含量發(fā)現(xiàn)，較高的ABA/IAA、ABA/GA1+3、ZR/IAA有利于無花果花芽分化。

Lavee(1989)在研究油橄欖結(jié)果大小年現(xiàn)象時提出激素信號調(diào)節(jié)假說。油橄欖結(jié)果大小年是由正在發(fā)育果實的種子輸向葉片的特定信號，引起葉片內(nèi)的代謝發(fā)生改變而引起的。發(fā)育果實的種子輸出的信號可能是激素性質(zhì)的，當葉片接受來自正在發(fā)育果實的種子的信號后，葉片內(nèi)部就發(fā)生一系列代謝變化并調(diào)節(jié)著營養(yǎng)芽的分化程度，并以果樹自身特有的調(diào)節(jié)機制控制著營養(yǎng)生長與生殖生長的比率，從而影響花芽發(fā)端。這一假說的局限性在于僅涉及正在發(fā)育果實的種子輸出的激素信號，而未包括旺盛營養(yǎng)生長的梢尖輸出的激素信號。此外，該假說在其他果樹上是否適用還需進一步驗證(李興軍等， 2001)。

Bangerth(1998)的假說強調(diào)激素信號自正在發(fā)育果實的種子或旺盛營養(yǎng)生長的梢尖運輸?shù)綘I養(yǎng)芽，在營養(yǎng)芽中被轉(zhuǎn)導為抑制花芽發(fā)端的因子，而不是通過葉片代謝改變來影響花芽發(fā)端。Bangerth(1993)推測激素信號來自于梢尖，旺盛營養(yǎng)生長的梢尖產(chǎn)生的極性運輸?shù)腎AA可能是抑制花芽發(fā)端的一種信號。Ito(1998；1999)研究日本梨(P.pyrifolia)IAA水平后也認為，旺盛營養(yǎng)生長的梢尖產(chǎn)生的IAA可能是抑制花芽發(fā)端的一種信號。由于GA處理促進果實種子釋放IAA，抑制次年開花的花芽發(fā)端(Bangerth， 1989)，因而認為來自正在發(fā)育果實種子的IAA也是抑制花芽發(fā)端的一種信號。GA抑制果樹花芽發(fā)端決定于特定的GA類型和GA運輸，尚不能確定正在發(fā)育果實種子的GA自身是抑制花芽發(fā)端的信號，還是參與調(diào)節(jié)花芽發(fā)端信號的產(chǎn)生。營養(yǎng)芽中高濃度的CTK促進花芽發(fā)端，可能與較弱的IAA信號有關(guān)(李興軍等， 2001)。

6 花芽分化的分子調(diào)控

花芽是由枝條的分生組織分化而來，但很多植物引發(fā)花芽分化的第一次生化變化發(fā)生在葉片中。葉片整合內(nèi)外因素抑制或引起花芽分化，最終影響花芽誘導的程度。葉片感知日照時間變化后，產(chǎn)生一種成花素的可移動蛋白，這種蛋白通過韌皮部轉(zhuǎn)運到莖分生組織。對不同植物而言，花芽分化的原始誘導可能來自葉片，也可能來自葉片和分生組織，也可能只來自分生組織(Samachaetal.， 2013)。

成花素是一種蛋白質(zhì)，由擬南芥的FT及其孿生基因編碼(Turcketal.， 2008)。許多植物具有擬南芥開花抑制基因Terminal Flower 1(TFL1)，TFL1編碼的蛋白抑制擬南芥分生組織進行花芽分化(Ratcliffeetal.， 1999)。TFL1和FT調(diào)控同一組具有促進開花功能的基因。FT/TFL1的比值具有調(diào)控開花和控制分生組織穩(wěn)定性的功能。葉片或分生組織中FT編碼的轉(zhuǎn)錄子的積累或TFL1編碼的轉(zhuǎn)錄子的減少，發(fā)生在許多木本植物分生組織花芽分化之前(Pinetal.， 2012)。FT編碼基因的過量表達能引起柑桔和蘋果提前開花，而TFL1編碼基因的減少表達也能導致蘋果提前開花(Samachaetal.， 2013)。

目前，多個與開花相關(guān)的生物鐘調(diào)控基因得到廣泛研究，如早花3(Early Flowering 3，ELF3)和早花4(Early Flowering 4，ELF4)等(Alvarezetal.， 2016；Zhaoetal.， 2019)。日照時間有助于激活生物鐘調(diào)控基因，以及通過激活紅光感受器光敏色素A(PHYA)基因直接改變開花時間。在低光照強度的情況下，PHYA基因表達，將生物鐘打亂，從而改變開花時間(Somersetal.， 1998)。Flowering Locus C(FLC)、Suppressor of Overexpression of CO1(SOC1)、Constans(CO)和FT等與開花有關(guān)的基因也引起了大量關(guān)注。一些轉(zhuǎn)錄抑制因子直接參與FT調(diào)控。MAD-box轉(zhuǎn)錄因子FLC抑制擬南芥開花，負調(diào)控SOC1和FT的表達(Pérezetal.， 2011)。

國內(nèi)外學者針對溫度對開花的調(diào)控作用做了大量研究。溫度與光照信號交互作用，調(diào)控FLC、CO和FT等與開花有關(guān)的基因(Franklin， 2009)。例如，溫度直接影響光敏色素B(PHYB)基因的表達，繼而影響FT基因的表達，最終調(diào)控開花(Hallidayetal.， 2003)。Halliday等(2003)的研究強調(diào)CO和FLC基因的作用，但在低溫條件下，F(xiàn)LC的表達水平提高了，這可能是FT下調(diào)的原因。同樣，溫度也會改變CO基因的穩(wěn)定性，其結(jié)果是減少FT的表達。同樣的可能性是FLC類似蛋白改變FT的表達(Horvath， 2009)。

短日照條件下，GA通過調(diào)控SOC1和LEAFY(LFY)誘導開花(Blazquezetal.， 1998；Moonetal.， 2003)。缺失GA的基因型在短日照條件下不能開花，而當FT過表達時可以開花，因此Blazquez等(2000)指出GA在FT誘導的上游至少起部分調(diào)控作用。ABA通常與GA起相反的作用，抑制花芽的形成。ABA和乙烯(ETH)都是通過影響DELLA蛋白來影響開花，而DELLA蛋白是傳導GA信號所必須的(Achardetal.， 2006)。

7 展望

雖然林木花芽分化領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了很大進展，但目前的研究主要集中在解剖和生理生化層面，研究對象僅限于少數(shù)用材和經(jīng)濟林樹種。隨著研究手段和方法的不斷創(chuàng)新以及造林樹種的多樣化，林木花芽分化領(lǐng)域的研究也將迎來新的發(fā)展，主要有以下幾個方面： 1) 研究對象不斷拓展。隨著各地造林樹種向珍貴化、彩色化、效益化的轉(zhuǎn)變，許多重要珍貴鄉(xiāng)土樹種將成為研究對象，如青錢柳、元寶楓(Acertruncatum)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、楓香(Liquidamberformosana)、麻櫟(Quercusacutissima)、楠木(Phoebezhennan)等，弄清這些樹種的花芽分化規(guī)律，促進其開花結(jié)實，對保障這些樹種造林用種的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要實際意義。2) 新的研究手段和方法不斷得到應用。在解剖學領(lǐng)域，隨著掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、熒光顯微鏡、激光掃描共聚焦顯微鏡等先進設(shè)備的不斷普及，對林木花芽分化過程中的顯微結(jié)構(gòu)研究將更加微觀化和精準化，可不斷揭示林木花芽分化的解剖學機制。在生理生化領(lǐng)域，先進的生理生化測定手段有高效液相色譜分析、氣相-質(zhì)譜分析、電感耦合等離子質(zhì)譜分析、同位素示蹤分析等。這些技術(shù)手段的應用，將使激素水平和樹體營養(yǎng)與花芽分化的關(guān)系，光周期、干旱脅迫和低溫對花芽分化的影響等方面的研究結(jié)果更加可靠，林木花芽分化的生理生化機制將得到進一步闡釋。3) 隨著分子生物學技術(shù)的不斷進步，林木花芽分化領(lǐng)域的分子生物學研究將得到快速發(fā)展，在林木花芽分化領(lǐng)域的基因調(diào)控、蛋白質(zhì)調(diào)控和代謝調(diào)控方面的研究將取得突破性進展，一系列與花芽分化相關(guān)基因的功能及其作用機制不斷被揭示，與花芽分化相關(guān)的蛋白質(zhì)及其功能，涉及花芽分化代謝通路的重要代謝物及其功能也將逐步被闡明。

8 結(jié)論

1) 研究花芽分化最直觀的方法是解剖學觀察，通過研究花芽分化期間芽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化有助于了解林木所處分化時期?；ㄑ糠只^程通常可劃分為未分化期、分化初期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期和雌蕊原基分化期6個時期，不同學者針對不同樹木劃分的時期有所不同。不同林木花芽分化時間不同，多數(shù)樹種是在開花前一年夏季到秋季之間進行。

2) 植物激素和樹體營養(yǎng)等與花芽分化密切相關(guān)。植物激素包括赤霉素和生長素等，其中赤霉素最為重要，赤霉素抑制大多數(shù)闊葉樹種的花芽分化，但促進針葉樹的花芽分化；樹體營養(yǎng)包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和礦質(zhì)養(yǎng)分等，其中以碳水化合物最為重要，碳水化合物充足有利于花芽分化。影響花芽分化的環(huán)境因素包括水分、溫度和光照等。通常認為，適度的干旱和充足的光照能促進林木的花芽分化，溫度對林木花芽分化的影響也很顯著，但不同樹種對溫度的要求不同。

3) 與花芽分化相關(guān)的假說包括碳氮比學說、激素平衡和信號調(diào)節(jié)假說。在分子生物學領(lǐng)域，花芽分化的分子調(diào)控已經(jīng)取得重要進展，包括成花基因(FT)、抑花基因(TFL1)在內(nèi)的眾多基因的作用機制。