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      科學(xué)家們確定了植物的記憶機(jī)制
      
			
      
				2019-02-20 10:33:15
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      伯明翰大學(xué)和諾丁漢大學(xué)的植物科學(xué)家已經(jīng)揭開(kāi)了一種機(jī)制，使開(kāi)花植物能夠感知并“記住”環(huán)境的變化。該研究發(fā)表在Journal Nature Communications上，揭示了可以支持新植物品種開(kāi)發(fā)的新目標(biāo)，包括谷物和蔬菜，可以適應(yīng)不同的環(huán)境條件。
      

      科學(xué)家們確定了植物的記憶機(jī)制
      

      植物的記憶功能使它們能夠根據(jù)壓力或季節(jié)的變化準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)它們的發(fā)育。例如，許多植物記得冬天的寒冷，這確保它們只有在溫暖的溫度恢復(fù)時(shí)才會(huì)在春天開(kāi)花。他們這樣做的一種方法是通過(guò)一組稱為PRC2的蛋白質(zhì)。在寒冷中，這些蛋白質(zhì)作為復(fù)合物聚集在一起，并將植物轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)花模式。關(guān)于PRC2如何檢測(cè)環(huán)境變化以確保其僅在需要時(shí)才起作用知之甚少。
      

      這項(xiàng)新研究是與牛津大學(xué)和烏得勒支大學(xué)的科學(xué)家合作開(kāi)展的，為PRC2的“環(huán)境感知”功能提供了新的見(jiàn)解。
      

      研究人員發(fā)現(xiàn)，復(fù)合物的核心成分 - 一種名為VRN2 的蛋白質(zhì) - 非常不穩(wěn)定。在溫度較高且氧氣充足的情況下，VRN2蛋白會(huì)不斷分解。當(dāng)環(huán)境條件變得更具挑戰(zhàn)性時(shí)，例如當(dāng)植物被淹沒(méi)且氧氣含量低時(shí)，VRN2變得穩(wěn)定并提高存活率。VRN2蛋白也在寒冷中積累。這使得PRC2復(fù)合物一旦溫度升高就會(huì)觸發(fā)開(kāi)花。研究小組調(diào)查了這一原因，發(fā)現(xiàn)植物對(duì)洪水過(guò)程中對(duì)冷和低氧的反應(yīng)之間存在驚人的相似性。
      

      “植物具有非凡的感知和記憶環(huán)境變化的能力，這使他們能夠控制自己的生命周期，”主要作者，伯明翰大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院的Daniel Gibbs博士解釋道。“VRN2在不需要時(shí)不斷被破壞，但在正確的環(huán)境條件下積累。這樣，VRN2直接感知并響應(yīng)來(lái)自環(huán)境的信號(hào)，并且PRC2在需要之前保持不活動(dòng)狀態(tài)。”
      

      “這種機(jī)制可能有助于創(chuàng)造更好地適應(yīng)不同環(huán)境的植物，這對(duì)于應(yīng)對(duì)氣候變化非常重要。”
      

      來(lái)自諾丁漢大學(xué)的邁克爾·霍爾茲沃思教授說(shuō)，他說(shuō)：“現(xiàn)在研究寒冷如何導(dǎo)致VRN2穩(wěn)定性增加，以及為什么這種反應(yīng)與植物對(duì)洪水的反應(yīng)相似，這一點(diǎn)非常重要。”
      

      有趣的是，動(dòng)物也有PRC2復(fù)合物，但沒(méi)有不穩(wěn)定的VRN2蛋白。“這個(gè)系統(tǒng)似乎是在開(kāi)花植物中特別進(jìn)化的，”Holdsworth教授補(bǔ)充道。“也許它使他們?cè)谶m應(yīng)和應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的能力方面具有更大的靈活性，這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)樗鼈児潭ㄔ诘叵虏⑶覠o(wú)法移動(dòng)。”
      
			

			
        
      
			
      
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