神秘的「開花素」（florigen）誘導開花的機制

圖片來源：維基百科

早期的植物學實驗發現了一個神秘的分子，被稱為「開花素」（florigen）：當科學家把兩株植物的維管束連結在一起時，只要其中一株植物暴露在適當的光週期下，兩株植物會同時開花。他們認為這是因為暴露在適當光週期下的植物合成了「開花素」，透過維管束傳遞給另一株植物，所以兩株都開花了。

近年來的研究，讓許多科學家相信，開花素就是FT（FLOWERING LOCUS T）。長日照使得維管束（可能是篩管phloem）中FT的轉錄活化，產生的FT蛋白接著運輸到頂芽生長點，讓頂芽從葉芽轉為花芽。FT的序列與許多脂肪結合蛋白有相似性，但過去並不清楚它究竟有沒有與脂肪結合的能力。

最近發現，原來FT蛋白可以辨認膜上的磷脂醯甘油（phosphatidylglycerol）。FT在伴細胞（companion cell）內轉錄產生，低溫（如攝氏16度）時FT會與伴細胞膜上的磷脂醯甘油結合，這使得它停留在伴細胞裡，造成植物不開花。以無法合成磷脂醯甘油的突變株測試發現，因為沒有磷脂醯甘油將FT留在伴細胞中，造成FT很快被運送到頂芽生長點，於是植物在低溫下就會提早開花。在野生種阿拉伯芥裡，適溫會讓FT蛋白與磷脂醯甘油的結合變弱，讓FT蛋白移動到頂芽生長點，於是植物就進入開花狀態了。

到了頂芽生長點，FT會辨認另一個膜上的脂肪：磷脂醯膽鹼（phosphatidylcholine），來誘導植物進入開花狀態。FT對不飽和度較高的磷脂醯膽鹼的親和力較高。

這些發現還需要更詳細的研究來確認。雖然目前從FT的結晶結構可以看到可能的脂肪結合位置，但如果真的能將FT與磷脂醯甘油或磷脂醯膽鹼結合並得到結晶，應該是更好更直接的證據。

參考文獻：

SCIENCE • 3 Sep 2021 • Vol 373, Issue 6559 • pp. 1137-1142 • DOI: 10.1126/science.abh4054

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