在植物中也存在着性的差别，即有专门的雌雄性器官之分，在某些情况下，甚至有严格的雌性和雄性个体之分。这种情形基本上同动物中的性别一致，但是，虽然经过长期的研究，但对植物性别分化过程及其调控机制至今仍无十分肯定的结论，因而其进展远远地落后于动物方面。究其原因在于植物性别与动物性别相比有许多不同之处；第一，形态特征方面，动物，尤其是高等动物，雌雄性别间的差别非常明显，然而在植物界中，雌雄性别间的差别却主要表现在花器官上，并无明显的第二性征；第二，动物的性别在胚胎时期就已经决定了，而植物的性别要在生长、分化和发育成熟后的某个阶段才能确定。因而，植物的性别分化具有不稳定性，极易受外界环境条件的影响如植物激素、营养、温度、日长、光质、光强、空气成分等因素都对植物的性别分化有着不同程度的影响；第三，植物的性别分化又有一个多样化的特点。高等植物性别就花器官来分，主要有仅开雌花或雄花的雌雄异株植物，在同一植株上不仅形成雌花，而且有雄花的雌雄同株异花植物，以及仅形成两性花的雌雄同株同花植物三种类型。另外，还有许多中间类型。由此可看出植物性别表达的复杂性，正是由于这些错综复杂的关系才给这方面的研究工作带来了许多困难，致使其进展较动物方面缓慢得多。
由于作为成花生理一个特殊组成部分的性别分化与表达的研究，不仅仅是发育生物学中急待要解决的重大理论问题之一，同时也是实践中需要给予重视的实际问题（不同性别器官和植株的经济价值不同），因此，这一领域的研究一直吸引着众多的研究者，尤其是近三、四年左右的时间内，又有一大批优秀的分子生物学家投入到了这一领域的研究。他们利用建立起来的组织培养技术（如TLC）、DNA克隆技术和分子杂交技术开展了一系列开花及性别分化与表达的开创性分子生物学工作，从而使得这一领域的研究取得了突飞猛进的发展，进入了一个新阶段。
为了叙述的方便，可以把高等植物性别分化研究的进程大致划分为三个阶段，即环境因子影响阶段、植物生长调节剂物质影响研究阶段和分子生物学研究阶段。
一、环境因子影响研究阶段（1881—1952）
这一阶段中，主要是以环境因子（日照长度，光质、温度、CO、温度等）对性别分化的影响为研究对象。开始是由法国学者普兰特（Prant）观察到不同土壤质地可以对大麻雌雄株产生不同的生长效应，导致1952年，由前苏联著名植物生理生殖学家米宁娜把这一时期的工作进行了系统的总结，并出版了专著：环境因子作用下的植物性别的改变，这一时期的主要研究成果可由下表1反映出。
二、植物生长调节剂影响研究阶段（1952—1984）
这一时期的工作主要集中于以植物生长调节物质（包括植物激素及其抑制剂和人工合成的生长调节剂）对性别分化的影响为研究对象。工作主要集中于60年代和70年代末的一段时间内。这一时期的工作是高等植物性别分化研究的第一个重要时期，因为无论在所使用的材料和方法（整体水平和离体水平）上都有了很大的改观。已经初步弄清楚了生长素（Auxins），细胞分裂素（CTK），赤霉素（GA）和乙烯类激素对高等植物，尤其是瓜类性别分化的影响效应，从而相应地建立起了自己的实验体系并为后一阶段更深入细致的工作铺平了道路。
这里值得一提的是我们实验室曹宗巽先生在1957、1963、1978、1979和1988年对黄瓜、菠菜、银杏等植物上所做的开创性工作，尤其是利用黄瓜离体幼苗和茎尖切段的实验工作首次开创了我国从事高等植物性别分化的研究工作。后来，已故的浙江农业大学著名园艺学家李曙轩教授也在瓠瓜的性别表达研究中取得了一系列有意义的结果，推动了我国从事这方面的研究工作。一系列的实验结果表明生长素（IAA，NAA）能够调控植物的雌性表达，而赤霉素（GA3）却能调控其雄性表达。国外这个时期的工作主要集中于下述两个方面：一是在整体水平，利用不同生长调节剂物质对大麻、山靛等植物进行喷洒从而观察到了对性别分化的不同影响；另—方面的工作是以离体材料（外植体）在无菌条件下利用组织培养为手段而进行的一系列工作。主要是美国植物生理学家盖隆（Galun）所领导的实验室所从事的工作。
这个时期的工作结果即肯定了植物激素对植物性别表达的调控作用，对不同的激素反应是不一样的，同时同一激素对不同的植物可能会产生不同的影响，另一方面，这一时期也对植物性别分化及表达期间的生理、生化变化进行了许多有意义的研究工作主要研究结果列于表2。
脱落酸（ABA）对高等植物性别表达的报道很少见，而且还发现有些工作自相矛盾，更重要的是有些研究者在研究激素对性别分化影响时，往往只注意了一种激素的影响。现在看来，应该较全面地注重几种激素的变化，至少应从两种激素的影响作用入手并利用薄层细胞培养技术来探索它们之间的某种联系如：细胞分裂素和赤霉素是如何协调控制性别表达的？细胞分裂素又与生长素的关系怎样？ABA到底对性别有什么影响等？所有这些都是急待解决的问题。
三、高等植物性别表达研究的分子生物学阶段（1984—）
这一阶段的代表性工作主要在以下三个方面：
1. 将性别分化与表达同蛋白质变化联系起来。
2. 将性别分化及表达同RNA的变化联系起来。
3. 将性别分化过程中相关的基因进行了鉴定、克隆或分离出来（目前至少已有九种植物：烟草、西红柿、拟南芥、山靛、玉米、金鱼草，疾藜草，向日葵、月见草），尤其最后一方面集中地反映了这一时期的工作现状。
通过三个阶段百余年的研究和总结，主要有以下几点结果和启示，值得同行们注意和进行积极的探索。
1. 植物性别表达（决定）应该不仅仅包括雌雄同株同花植物启始花原基上雌蕊群或雄蕊群的选择性败育，而且还应该包括雌蕊或雄蕊内部的配子体的分化（卵和精子的分化），这后一过程发生于所有被子植物花中。可见高等植物性别分化与表达的概念已非常广泛了。
2. 植物性别决定的机制是多样化的，但是其主要方式却是由相关的性别基因（雄性基因，雌性基因）决定的。例如，性染色体决定性别表达就是其中一种最为人们熟悉的方式。
3. 性别决定基因可以通过基因产物而发生相互作用，如在玉米中发现的显性上位作用 · 同时还发现性别决定基因的不同基因型均保持着特征性的内源调节剂水平，甚至在进行离体培养条件下仍然如此，山靛玉米。
4. 在雄性，雌性或不育花的分化以及相应配子体发育的早期阶段存在着特异性的分子标记物，其中包括几种同工酶、特异性的tRNA和mRNA
5. 某些花特异的基因在花分化的整个时期中并在所有的花器官中均发挥作用，这些基因实际上是配子体发育和花发育过程中起协调作用的那些基因，即在配子体世代和孢子体世代相互协调过程中起作用的基因。
6. 植物生长调节剂可以作为高等植物性别决定基因的信使，如在山靛中，细胞分裂素和生长素（JAA）可以依次作为雌性和雄性决定基因的“正”或“促进”信使以及“负”或“抑制”信使；而在玉米中，GAS可以作为雌性决定基因的“正”信使，这里当然存在着一个信使浓度“阈值”问题。
7. 一个优良的实验系统对于高等植物性别分化与表达的研究是至关重要的。目前世界上已建立起来的这样的优良系统有山靛、拟南芥、玉米、烟草实验系统，另外，西红柿、金鱼草也有希望成为较好的实验体系。这些实验系统为研究者们在分子水平上深入地探讨高等植物性别分化与表达的本质提供了无比的优越条件，因为他们的遗传背景和各种突变体表现型已了解得相当清楚。以下就是结合最新的资料而展示的高等植物性别表达调控的大致轮廓（图1）。
针对上述获得的结果以及国际上的发展趋势和导向，结合我国的实际情况，应该立即抓紧两件事情：第一，尽管我国已有关于黄瓜、瓠瓜、菠菜植物性别决定及表达方面的某些生理生化研究工作，但一直未能深入下去并在分子水平上从事相应的研究工作，未能建立起自己熟悉和容易控制的实验体系，因而目前需要在已有工作基础之上建立起相应的实验系统（比如，可用黄瓜为对象。先建立起相应的整体及离体水平上的培养体系；再摸清楚其营养生长期和生殖生长期相关的显著变化，确定开花前后及性别转变前后的时期并且培养出相应的雌性系和雄性系，最后通过分子生物学手段建立起相应性别转变时期的基因库，利用相应的探针对其性别表达进行分子水平上的研究）；第二，尽可能地投入力量从事高等植物性别分化的分子生物学研究工作。目前我国进行这方面研究工作的单位还很少，力量很薄弱。建议国家在可能的情况下多投入些资金以支持这方面的工作，中国科学院在可能的情况下可以专门成立一个实验室开展这方面的研究并协调指导其它单位研究工作。尤其第一点在我国还未给以应有的重视，这也包括在其它领域的工作。相信在本世纪的最后八年时间中，高等植物性别分化及表达机制的研究必将提高到一个新阶段。
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本文得到曹宗巽教授和朱广廉副教授的指导和审阅，特此致谢。