研究顯示植物也會「日出而作」

FacebookPrintFont Size簡體

【新唐人北京時間2021年07月06日訊】黎明時分對於植物來說是個重要的階段,這個時候的光線和溫度喚醒了植物的晝夜節律,開始新的一天。可是同時,新研究發現即使沒有光線的刺激,植物也和人類一樣,到了早上仍然會「醒來」。

科學家知道植物在黎明時刻出現一個基因活動的高峰。研究人員把參與這個高峰活動的基因集合叫做黎明爆發組(dawn burst)。其中很多是控制下游基因表達的蛋白質——轉錄因子的編碼基因,並扮演與感光、應激和生長激素分泌相關的角色。但是,科學家還不知道這個基因高峰活動的細節以及如何控制它們。

為了更好地了解這一過程,英國劍橋大學和約克大學(University of York)的研究人員合作,採摘塔勒水芹(thale cress)的樣品進行分析。塔勒水芹又稱擬南芥,是科學家研究植物基因常用的模型。研究人員從黎明時刻起,每隔兩分鐘採摘一次樣品,分析裡面基因的活動。

這份研究的第一作者巴爾塞羅維奇(Martin Balcerowicz)說:「我們想仔細考察『黎明爆發組』活動的情況,重點研究轉錄因子基因的表徵。我們發現,在黎明開始後兩小時內,出現了三波明顯不同的基因表徵。第一波在黎明之後16分鐘出現,僅持續8分鐘。」

塞羅維奇說:「這些基因中的多數對光和溫度很敏感,但是我們想了解這些基因究竟具體怎樣合作。我們分別干擾了一些光感受器、生物鐘和源自葉綠體的信號進行對比實驗,結果發現這些信號的確會影響到一些基因的表徵,但是大部分基因不受影響。由此我們認為一些上游通道是冗余的,而且還有額外的控制因素在起作用。」

也就是說,這項研究發現植物保證每天能夠早起開始新的一天的機制和人體是相似的。人們即使沒有見到光線,也會在早上醒來,在晚上犯困。當然,光線對人體的生物鐘也起到一定的影響。植物也存在這樣的多通道機制,一起保證植物在黎明能夠「醒來」,部分是「習慣」的因素,部分是光線的刺激機制。

合作研究者埃澤爾(Daphne Ezer)說:「掌握光線所激發的基因表徵高峰的特性,有助於我們理解植物對光線的反應,特別是一些需要使用人造燈光種植的植物,也有助於了解植物的黎明活動高峰對植物生長的長期影響。」

這份研究3月23日發表於《分子植物》(Molecular Plant)期刊。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

相關文章
評論