开花植物可以是云雀或夜猫子:研究

2022-02-25 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:341 /
内容摘要:
根据发表在《植物、细胞和环境》杂志上的一项研究,脱氧核糖核酸代码中的一个字母变化就有可能决定一种植物是百灵鸟还是夜猫子。拟南芥。影像学分:卡尔·戴维斯,CSIRO / CC BY 3.0。昼夜节律钟是在所有门的生物体中发现的一种时间程序。这是对地球自转的一种适应,赋予了各级过程一......

根据发表在《植物、细胞和环境》杂志上的一项研究,脱氧核糖核酸代码中的一个字母变化就有可能决定一种植物是百灵鸟还是夜猫子。

Arabidopsis thaliana. Image credit: Carl Davies, CSIRO / CC BY 3.0.

拟南芥。影像学分:卡尔·戴维斯,CSIRO / CC BY 3.0。

昼夜节律钟是在所有门的生物体中发现的一种时间程序。这是对地球自转的一种适应,赋予了各级过程一个24小时的结构。

然而,这些夹带信号并不是在所有地方都一致的,并且随着纬度、气候和季节性而变化。这导致了对适合本地的时钟的不同选择。

为了研究这种昼夜节律变化的遗传基础,厄尔罕姆研究所的汉娜·里斯博士和同事们研究了瑞典拟南芥植物中不同的昼夜节律。

里斯博士说:“一种植物的整体健康状况在很大程度上受到它的生物钟与每天的长度和季节更替的同步程度的影响。

"精确的生物钟可以让它比竞争对手、捕食者和病原体更有优势."

“我们有兴趣看看瑞典的植物生物钟会受到怎样的影响;这个国家经历了白昼时间和气候的极端变化。”

“了解生物钟变异和适应背后的遗传学,可能有助于我们在其他地区培育出更能抵御气候变化的作物。”

研究人员研究了从整个瑞典获得的191个不同品种的拟南芥的基因。

他们正在寻找这些植物之间基因的微小差异,这可能解释了昼夜节律功能的差异。

分析显示,特定基因——COR28——中的单个DNA碱基对变化更有可能在开花晚、周期长的植物中发现。

COR28是已知的开花时间、抗冻性和生物钟的协调者;所有这些都可能影响瑞典当地的适应。

里斯博士说:“令人惊讶的是,单个基因序列中仅仅一个碱基对的变化就能影响时钟滴答的速度。

科学家们还使用了一种开创性的延迟荧光成像方法来筛选昼夜节律钟不同的植物。

他们显示,最早的立管和最晚的相控设备的时钟相差超过10小时。类似于工作模式相反的植物。

地理和植物的遗传血统似乎都有影响。

里斯博士说:“拟南芥是一个模式植物系统。

“它是第一种进行基因组测序的植物,在昼夜节律生物学中也进行了广泛的研究,但这是第一次有人进行这种类型的关联研究,以找到负责不同时钟类型的基因。”

“我们的发现突出了一些有趣的基因,这些基因可能为作物育种者提供了目标,并为未来的研究提供了平台。”

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与瑞典拟南芥材料中的时钟基因位点相关的自然发生的昼夜节律变化。《植物、细胞与环境》,2020年11月11日在线出版;doi: 10.1111/pce.13941


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