蛋白質(zhì)可防止植物過(guò)早開(kāi)花
從生態(tài)學(xué)和農(nóng)學(xué)的角度來(lái)看,開(kāi)花的誘導(dǎo)是非常重要的。及時(shí)和同步開(kāi)花對(duì)于優(yōu)化授粉并在有利的環(huán)境條件下允許種子生產(chǎn)和成熟是必不可少的。環(huán)境因素,特別是光,調(diào)節(jié)開(kāi)花時(shí)間,其機(jī)制已成為許多研究的主題。然而,這些實(shí)驗(yàn)通常在沒(méi)有UV-B的情況下在生長(zhǎng)室中進(jìn)行,UV-B是一種輻射,其是太陽(yáng)光的天然成分,并且例如是造成人類曬傷的原因。來(lái)自日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE)的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),UV-B可以成為一種強(qiáng)大的開(kāi)花誘導(dǎo)劑,但是一種名為RUP2的蛋白質(zhì)阻止了它的作用,以防止早花。這項(xiàng)工作發(fā)表在期刊上基因與發(fā)展。
許多植物顯示出所謂的光周期開(kāi)花,這取決于天數(shù)的變化,因此取決于季節(jié)變化。有些人會(huì)在日子變長(zhǎng)的時(shí)候開(kāi)花,有些人會(huì)在日子變短的時(shí)候開(kāi)花。這些植物對(duì)一天的長(zhǎng)度的感知對(duì)于控制自然生態(tài)系統(tǒng)中開(kāi)花的開(kāi)始以及確保成功繁殖至關(guān)重要。
理解該過(guò)程中的機(jī)制也是園藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn),以優(yōu)化產(chǎn)量。植物能夠感知和“分析”光,包括其強(qiáng)度,顏色或持續(xù)時(shí)間。UNIGE科學(xué)系植物學(xué)和植物生物學(xué)系教授Roman Ulm研究植物如何整合這些信息來(lái)控制開(kāi)花。
UV-B輻射,一個(gè)被遺忘的演員
開(kāi)花過(guò)程中涉及的機(jī)制已經(jīng)在模式物種擬南芥(擬南芥)中進(jìn)行了研究,該物種主要在5月份在瑞士開(kāi)花,當(dāng)時(shí)日子變長(zhǎng)。“大多數(shù)研究都是在生長(zhǎng)室中進(jìn)行的,人工光不包括UV-B,即使它是太陽(yáng)光的固有部分。因此,我們包括這種類型的輻射,因?yàn)橹参锞哂蠻V-B受體, “這位科學(xué)家說(shuō)。
與來(lái)自洛桑大學(xué),蒂賓根大學(xué)和德國(guó)Neuherberg的亥姆霍茲中心研究所的研究人員合作,生物學(xué)家已經(jīng)證明,UV-B射線可能在一年中引發(fā)擬南芥的開(kāi)花。“然而,它們的作用在短時(shí)間內(nèi)被稱為RUP2的蛋白質(zhì)阻斷,”日內(nèi)瓦小組研究員,該研究的第一作者Adriana Arongaus解釋道。
RUP2是年度時(shí)鐘之一
生物學(xué)家已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)分析工作中的分子機(jī)制來(lái)理解RUP2的關(guān)鍵作用。“無(wú)論季節(jié)如何,UV-B都可以刺激開(kāi)花激素的產(chǎn)生,這種蛋白質(zhì)會(huì)遷移到分生組織 - 這種組織可以確保植物的生長(zhǎng) - 并重新編程它進(jìn)入開(kāi)花期.RUP2反過(guò)來(lái),間接抑制這種激素的產(chǎn)生,從而抑制開(kāi)花,“生物學(xué)家補(bǔ)充說(shuō)。然而,當(dāng)天數(shù)延長(zhǎng)時(shí),葉片中存在的光感受器誘導(dǎo)FT蛋白的產(chǎn)生,盡管存在RUP2,但開(kāi)花開(kāi)始。這種季節(jié)變化的平衡允許實(shí)施光周期開(kāi)花,以RUP2為中心。
已經(jīng)在缺乏RUP2的突變植物中發(fā)現(xiàn)了UV-B的開(kāi)花誘導(dǎo)。“我們現(xiàn)在想知道UV-B的這種作用是否存在并且在其他植物中是否重要,以及為什么它在擬南芥進(jìn)化過(guò)程中被RUP2抑制,”Roman Ulm指出。在發(fā)現(xiàn)UV-B受體的存在及其對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的影響后,研究人員打算確定該受體的不同功能,這些功能可作為參數(shù)用于研究生態(tài)和農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)。
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