【聯合報記者郭錦萍、朱淑娟】
前一陣子，日本氣象廳為了預測櫻花開的日子，和民間氣象互別苗頭。為了搞清楚到底是什麼物質在指揮花兒綻放？科學家已忙了上百年，去年終於找到答案。
「開花」是莖端分生組織從要長成葉子改變成花器的過程，它對植物完成生命周期事關重大，因為植物要完成生命周期必須形成合子、配子，形成配子的過程就必須先經過形成花器。此外，人們食用的果實和種子，形成前都必須經過開花過程，這也是開花研究為什麼重要的原因。
科學家很早就知道，植物感光的部分是葉子，但花則多長在頂端，感光的部位和花器之間，到底是如何傳遞訊號？
30年代有人提出，一定有種物質—「開花素」能從葉片到達頂端，傳遞「該開花了」這類訊息，但開花素究竟是什麼，沒有人知道。
1990年代，科學家利用突變體分析，找到影響開花的基因大概有70到80個，而且知道這些基因可相互影響作用，但仍無法解釋開花怎麼一回事。
去年，瑞典農業科技大學的植物學家真的找到植物開花的分子機轉。
原來，植物中有一種叫「FT」的基因活躍在葉子中，它能夠制造出一種在葉子和根尖之間傳遞信息的「傳訊RNA」，刺激植物產生花蕾，從而促使開花。
基因在體內是不會移動的，只會透過RNA翻譯出特定蛋白質，這些蛋白質可以在基因所在的細胞內作用，也可以轉移到其它細胞作用，但是過去很少有證據證明，RNA可帶著訊號在細胞間轉移，而且還是長距離運輸。
瑞典這個發現的重要性在於，它不僅知道了開花素可能是以RNA的形式存在，而且能以信號形式轉運出細胞，這也是學界第一次知道細胞可以用這種方式傳訊。
至於植物怎麼知道該何時開花？科學家認為，溫度和土壤等條件是重要原因，但如何互動作用則仍不清楚。
但知道開花機制，對人類到底有什麼用？
理論上，了解開花的原理就等於掌握了作物生產的重要「開關」，瑞典農業大學的學者就說，因為這個發現，我們可以應用來生產早熟稻，因為許多高產種類都開花比較晚，若相關技術可以發展起來，將可使農業生產完全改觀。
也因為這項發現預示，未來的各種可能，在2005年底，國際知名的『科學』雜誌把開花機制的研究進展列為「全球十大科學進展」之一。
櫻花前線 秤花苞→電腦算
日本的櫻花前線，已經北上到了津輕海峽附近，正確的預報櫻花開花日期，是日本氣象廳的重要任務。日本人在櫻花盛開時幾乎都無心工作，對日本人來說，櫻花的預測遠比天氣預報來得重要。
氣象廳如何預測櫻花的開花日期？通常他們都會在幾個重要的地方，指定一棵健康（沒有遭到蟲蛀）作為標準木，到了櫻花季節要開始的前幾個星期（通常都以二月一日作為觀測的起算日），開始注意花苞變化。
氣象廳技術人員說，過去，觀測人員還會把花苞摘下來，用秤子來量花苞的重量。現在則是把過去的開花日與氣溫的資料，算出「預測公式」，然後把當年二月一日開始的平均氣溫預報輸入電腦，電腦就會算出最可能開花日期，再配合標準木的觀察，確認開花日。基本上預測的開花日，允許有二到三天的誤差。
東京都被指定的觀測標準木，就在靖國神社裡面。被指定的櫻花，每年都是同一株，除非是遇上天災，或者是生病，才會由其他的兩棵預備木取代。
因為日本氣象廳的預報方式科學化，並且今年預測的開花日又比民間公司正確，因此氣象廳的方法也被果農普遍應用。例如，從水梨的開花時間，就能預測今年水梨產量可以達到多少數量等。
日本氣象廳也常因氣象預報不準被揶揄，但對櫻花的開花預測卻一向準確，這是日本氣象廳最引以為傲的地方。（東京特派員陳世昌）
閱報小秘書》春化：低溫誘花開
植物開花可分為兩階段，花芽分化期和花芽發育期。春化作用是指植物經低溫後可誘導花芽開始分化。一般來說，兩年生或多年生植物須經寒冬（寒冷期）的低溫處理，才能誘導期花芽分化，進而在翌年春天開花。春化作用它所影響與誘導的是第一個階段是否開始進行。但不是所有植物的開花，都受春化作用影響。
以梨為例，就是典型需春化作用的果樹，冬小麥也須春化才能在春天開花，而春小麥在春天開花卻不需要春化處理來誘導其花芽分化也能在春天開花。
你Q我A》光敏素 促進發育
植物種子或幼苗是如何認知牠所處的環境，感應一天的開始或結束呢？
決定因素就是光。植物對光的反應稱為光型態發生，透過體內所含的色素蛋白吸收光後，變成具有光化學活性，這種作用色素稱為光受子（photoreceptor），它可以藉由吸收不同波長的光，而收到環境的各種訊息。在高等植物中這種光受子常見為光敏素（phytochrome），其主要是吸收紅光到紅B外光。
你Q我A》光照 可調整花期
植物需要適當的光照期和黑暗期交替，才能開花，這種現象叫做光周期，不過植物對於光照需求差異極大，而且黑暗才是決定植物開不開花的最重要因素。
最早提出光周期的是Garnard和Allard，他們會想到這個學說，並不是由植物觀察試驗而得，而是由一系列現象-演繹-驗證的系統化工作。
他們在秋天時把由菸草種在小缽迅即開花，一開始推測是土壤養分促進開花素。這個推論馬上被實驗否決。
接著又推測，季節會影響開花？春夏秋冬中到底是那個因素才是真正的致因？實驗發現都不是，因為試驗是在溫室中進行。是光照嗎？學者試了強光和弱光，結果顯示這兩個因素也不是開花原因。剩下的只剩日照長度了。
很多人都以為植物受日照時間長短決定植物開花與否，但更進一步的研究卻顯示，若在黑暗期中以短暫的光照讓黑暗時間中斷，植物就會不開花。台灣現在一年到頭看得到菊花，就是利用這個原理，控制光照長短，調節各種花類的開花期，也對農業經濟有莫大的助益。
考生大補帖》植物學 指考每年考
生物補教老師游夏表示，植物開花會受「春化」和「光周期」影響，是植物學三大考題之一，大學學測中不會出現，但指考出題機會很高，現在每年指考植物學大概會考2到3題，所以1到2年一定會出現1次。
游夏表示，植物開花分為4大類，分別是同時需要春化及適當光周期、只要春化、只要光周期及都不需要，若都不需要的話，就純粹是受遺傳控制。
游夏說，影響光周期的關鍵其實是「連續黑暗」而非「連續日照」，若在冬天晚上，對需要「長連續黑暗」的花短暫照光，破壞連續黑暗，就不會開花；但若在夏天白天，將需要「長日照」的花放入短暫黑暗中，破壞連續日照，沒有改變晚上的「短連續黑暗」情形，所以花還是會照開。
破壞連續黑暗的是紅光，游夏指出，白天的陽光包含紅光，會使「Pr 形式的光敏素」，轉變為「Pfr形式的光敏素」；晚上只有紅外光（熱），會使Pfr變回Pr。改變這2種形式的光敏素比例，配合花朵本身生物時鐘，就會改變開花時間。
游夏說，植物學三大考題分別是開花控制、根莖構造及物質運輸，其中開花控制通常都考「光周期」，因為「春化」只要記得是過冬就好了，比較簡單；另外這些影響開花的激素是利用微管束最外面的「韌皮部」傳輸，而且有些花如康乃馨、番茄根本不受光照影響，也要注意。（李名揚）【2006/04/21 聯合報】
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