兰花属高档花卉,有很高的观赏价值。由于特殊的生活习性,兰科植物大多对生长条件要求苛刻,人工栽培的观赏兰花不易成活;且多数兰科植物花期较为分散,无法在花卉销售旺季集中上市,极大地限制了兰花产业的发展。如果能够实现兰科植物花期的相对精准调控,将显著改善上述情况并提高兰科花卉的经济价值。目前已知植物开花时间的分子调控主要有光周期途径(Photoperiod pathway)、春化途径(Vernalization pathway)、自主途径(Autonomous pathway)、年龄途径(Age pathway)和赤霉素途径(GA pathway)等。赤霉素是目前已知唯一直接促进开花的植物激素。研究表明,外源施用赤霉素可以促进植物种子萌发、根茎伸长、叶片扩展直至开花结实等整个生命过程。矿质营养则是影响开花的重要外在因素之一,其种类和配比可影响植物的花期、花型和花色等不同观赏指标。其中大量必需营养元素氮(N)、磷(P)和钾(K)对植物开花的影响最大,合理施用N、P、K肥对开花有促进作用。本研究尝试利用赤霉素(Gibberellin,GA)与不同矿质营养元素的配比综合调控蝴蝶兰及稀有濒危兰科物种兜兰的花期。结果表明,单独施用大量营养元素(Macro)、微量营养元素(Micro)或复合营养元素(Macro+Micro)的配方组合对蝴蝶兰和兜兰营养生长的作用不尽相同,与对照组(水处理)相比,大量营养元素对营养生长的促进作用略优于微量营养元素,而复合营养元素配比对蝴蝶兰和兜兰营养生长的促进作用最为明显。此外,复合营养元素的配方虽未显著改善蝴蝶兰的开花率,但可使兜兰的开花率从44.2%提高至51.9%,高磷营养元素处理更使兜兰开花率提升至59.4%。与此形成对照的是,GA或GA+不同营养元素的配比不仅促进蝴蝶兰和兜兰的营养生长,还可显著改善蝴蝶兰和兜兰的花期和开花率。与对照组相比,GA和GA+常规复合营养元素可分别使蝴蝶兰提早5-7天开花,并使开花率提高10.6%-13.7%。高磷营养元素可与GA协同促进兜兰开花,与单独施用GA相比,GA+高磷营养元素的组合可促使兜兰提早12.4天开花,且开花率提高14.5%。根据上述测试结果,我们最终确定了分别适用于蝴蝶兰和兜兰的花期调节剂组合。截止到目前,有关兰科植物基因组和转录组信息的报道少之又少,这极大限制了人们在分子水平上对兰科植物进行深入研究。为此,我们对濒危物种格力兜兰进行了转录组测序分析,并试图解析了格力兜兰的赤霉素途径相关基因。我们解析的部分基因已经在Phalaenopsis equestris、Dendrobium catenatum和Apostasia shenzhenica三个兰科物种中得到同源性验证。本研究将为兰花产业化发展及濒危兰科种质资源的保护提供分子依据和技术支持。