過氧化氫可保護(hù)植物免受陽光傷害
新研究表明,植物使用過氧化氫(H2O2) - 最著名的用于漂白和頭發(fā)處理 - 控制細(xì)胞對不同光照水平的反應(yīng)。該化學(xué)物質(zhì)是植物細(xì)胞中稱為葉綠體的部分光合作用的副產(chǎn)物。
先前已經(jīng)懷疑過氧化氫的信號傳導(dǎo)作用,但這項研究 - 由??巳卮髮W(xué)和埃塞克斯大學(xué) - 首次發(fā)現(xiàn)它在何處以及如何發(fā)生。
“這是重要的植物能夠檢測有多少光有,所以他們可以進(jìn)行光合作用的大部分,”尼克·斯米爾諾夫教授,英國??巳卮髮W(xué)的說。
“它們還必須進(jìn)行調(diào)整以保護(hù)自己,因為高水平的光線會損壞樹葉 - 在某種程度上類似于人類如何在我們的皮膚上曬傷。”
埃塞克斯大學(xué)的Phil Mullineaux教授說:“我們知道有很多不同的信號被發(fā)送到細(xì)胞核來切換基因并重新組織細(xì)胞的工作方式,但這是第一次觀察到這些信號的移動從葉綠體(光合作用發(fā)生)到細(xì)胞核。“
該研究由英國生物技術(shù)和生物科學(xué)研究委員會(BBSRC)資助。
研究人員使用檢測過氧化氫的熒光蛋白觀察了H2O2如何從葉綠體中移出并在細(xì)胞核中檢測到。
植物的基因位于細(xì)胞核中,發(fā)現(xiàn)的過程顯示植物如何激活葉子所需的基因以適應(yīng)明亮光的潛在破壞性影響。這種葉綠體與細(xì)胞核連通的過程確保植物繼續(xù)保護(hù)光合作用并適應(yīng)普遍的條件。作物中的光合作用決定了它們的生長和產(chǎn)量。
科學(xué)家還發(fā)現(xiàn),一些產(chǎn)生H2O2信號的葉綠體附著在細(xì)胞核上,使它們能夠有效地傳遞化學(xué)物質(zhì)。
第一作者,??巳卮髮W(xué)前任現(xiàn)在埃塞克斯大學(xué)的Marino Exposito-Rodriguez博士說:“這一突破是通過過氧化氫熒光蛋白傳感器的開發(fā)實現(xiàn)的,這使我們能夠觀察到H2O2的運動。實時植物細(xì)胞。“
該論文發(fā)表在Nature Communications雜志上,題目是:“光合作用依賴的H2O2從葉綠體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核提供了一種高光信號傳導(dǎo)機(jī)制。”
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