植物是如何区分白天和黑夜的呢

植物对昼夜的长短极其敏感,并利用这些信息来记录季节,而这些信息对它们的生命周期至关重要。耶鲁大学的研究人员在8月21日的《自然通讯》杂志上发表了一项新的研究,揭示了植物如何利用它们的光感受器作为生化光开关。

为了感知黄昏,植物利用光感受器蛋白,这种蛋白的作用类似于光开关。在黑暗中,这些光感受器打开并降解白天活动的蛋白质。然而,这些光感受器是如何在日出后被关闭来恢复这些关键蛋白的,这一点尚不清楚。

耶鲁大学的研究小组发现,含有光感受器的蛋白质复合物可以降解蛋白质,同时也含有一种功能完全相反的酶,可以稳定蛋白质。这使得植物能够在光照和黑暗中仔细控制重要的生物钟蛋白质的稳定性,并提供关于黄昏时间的精确信息。“通过仔细跟踪黄昏,这种机制帮助植物确定一天的长度,从而传达季节,”该论文的资深作者约书亚·詹德龙(Joshua Gendron)说。Gendron说,这种酶在光照下稳定蛋白质,这种酶在动物物种中是守恒的,并传递调节动物昼夜节律的环境信息,这是一种罕见的功能守恒。在未来,或许可以利用这些信息来设计与环境精确协调的植物,从而更好地应对气候变化。

耶鲁大学的李金梅是这篇论文的第一作者。这项工作主要由美国国家科学基金会(National Science Foundation)和美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)资助。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.yale.edu/2019/08/21/how-plants-know-difference-between-night-and-day

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