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新研究发现植物“睡前”设闹钟,以确保生存

一项新研究发现,植物有一种代谢信号负责调节其生物钟,保证植物在太阳下山后,储存足够的能量度过每天的夜晚,与植物的生长平衡息息相关。

新研究发现植物“睡前”设闹钟,以确保生存植物为自己设置闹钟示意图。毕业于英国约克大学(University of York)生物系的海顿(Mike Haydon)说:“我们认为这种代谢信号的作用就像是在睡前设置闹钟以保证植物的生存。植物必须协调光合作用和日常环境的代谢、配合可用的碳含量,以调节生物钟和生长机制。”研究显示,这种代谢信号为植物的生长提供着重要信息,比如到黄昏的时候植株可用的糖量,维持植物整夜的消耗。新研究发现植物“睡前”设闹钟,以确保生存植物在白天利用光合作用制造的糖分,就是它们夜间的能量储备。植物的生物钟必须预测日出的时间和估计夜晚持续时间,从而精确地调整其新陈代谢的能力,这对植物利用环境资源实现最充分的生长至关重要。为了了解糖分对生物钟的影响机制,研究人员对植物幼苗进行实验,在改变光合作用或糖供应的情况下测量其基因表达。他们确定了一组由超氧化物控制的一组基因,与代谢活动关系密切。这些基因大多数在晚上活跃,在生物钟机制内也起着关键的作用。他们发现如果抑制超氧化物的产生,就会抑制糖分在黄昏时间对生物钟基因所起的影响。合作研究者、约克大学新型农产品研究中心的格雷厄姆(Ian Graham)说:“区分光和糖分在光合细胞内的作用很困难。我们的数据表明,超氧化物是一种与糖分水平节律相关的信号,在夜间起作用,控制着生物钟的基因表达和植物的生长。”新研究发现植物“睡前”设闹钟,以确保生存这份研究3月9日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

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