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科学家们考虑了耐气候变化作物

发布时间:2018-12-05 23:48:01

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当外面变热时,人类和动物可以在阴凉处或凉爽的空调建筑中寻求庇护。但是植物被卡住了。

虽然不能免受气候变化的影响,但植物以不同的方式应对不断上升的汞。温度会影响地球周围植物的分布。它还影响开花时间,作物产量,甚至对疾病的抵抗力。

“重要的是要了解植物如何应对温度,不仅要预测未来的食物供应,还要开发新技术来帮助植物应对不断升高的温度,”大学细胞生物学副教授孟晨博士说。加州,里弗赛德。

科学家们非常想知道植物在白天如何体验温度,但直到最近这种机制一直难以捉摸。 Chen正带领团队探索光敏色素B的作用,光敏色素B是一种分子信号传导途径,可能在植物对温度的反应中发挥关键作用。

在自然通讯杂志上发表的一篇论文中,陈和他们在UCR的同事描述了使用模式植物拟南芥(Arabidopsis)在不同温度条件下培养植物生长的遗传触发因素。

植物生长在生物钟之后,这是由季节控制的。所有植物的生理过程都被划分为在一天中的特定时间发生。

陈说,长期以来的理论认为,拟南芥在晚上感觉到温度升高。在自然环境中,拟南芥(一种冬季植物)可能在晚上看不到更高的温度。

“这一直令我们感到困惑,”该报的资深作者陈说。 “我们对光敏色素信号传导途径的理解是它还应该在白天感知温度,此时植物实际上会遇到更高的温度。”

事实上,随着季节的变化,拟南芥在一天中的不同时间生长。在夏天,植物在白天生长,但在冬季,它在夜间生长。以前模拟冬季条件的实验表明,光敏色素B的反应非常明显,但模拟夏季条件的实验不那么稳健。

陈和他的团队决定在21摄氏度和27摄氏度的红光下研究拟南芥中的光敏色素B的作用。单色波长允许团队研究这种特定的植物传感器如何在不受其他波长光干扰的情况下发挥作用。

“在这些条件下,我们看到了强有力的反应,”陈说。 “这项工作表明,光敏色素B是夏季白天的温度传感器。没有这种光感受器,植物的反应就会大大减少。”

除了识别光敏色素B的功能之外,Chen的工作还指出了HEMERA的作用,HEMERA是一种转录激活因子,可以启动控制植物生长的温度响应基因。

“我们找到了植物温度传感的主控制器,”陈说。 “HEMERA在所有植物中都是保守的,从苔藓到开花植物。”

从本质上讲,陈和他的团队确定了所有植物在日光条件下的响应以及感知温度的能力所使用的遗传机制。

Chen承认,在本研究中,并非所有植物都能以与拟南芥相同的方式作出反应。在可以应用这项研究之前,可能有必要了解这种温度信号通路如何在不同的植物系统中发挥作用。陈认为这条路径可能与所有植物相似,可能只需要稍作修改。

研究小组希望通过为未来的实验设计增加更多的复杂性来扩展这项研究,例如在白光或白天条件下探索信号通路的响应。 Chen还想研究其他工厂系统如何使用HEMERA来体验温度。

“为了应对与全球变暖有关的快速温度变化,我们可能必须帮助大自然进化作物以适应新的环境,”陈说。 “这将需要分子了解植物如何感知和响应温度。”

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