2024年2月9日,來自美國耶魯大學Joshua M. Gendron研究小組在《科學》雜志發表了標題為“Plants distinguish different photoperiods to independently control seasonal flowering and growth. ”的研究成果,發現植物區分不同的光周期來獨立控制季節性開花和生長。
日長或光周期是季節的穩定指標,生物體可以測量光周期來預測氣候的季節變化。在植物中,開花和生長通常受到光周期的調節,并且光周期開花途徑是很好理解的。相比之下,人們對光周期如何調節生長,包括所需的測量系統和基因,知之甚少。據介紹,植物通過測量晝長(光周期)來調節季節性生長和開花。對光周期開花的研究已經很多,但對光周期生長的研究卻較少。
通過使用光周期生長缺陷突變體,研究人員發現了一種季節性生長調節途徑,它在長日照下與典型的長日照光周期開花機制并行發揮作用。這是通過使用不同的機制來檢測不同的光周期來實現的:開花途徑以光照強度的持續時間來衡量光周期,而生長途徑則以光合活動的持續時間(光合作用期)來衡量光周期。
植物可以測量兩個不同的光周期在自然的一天周期。它們可以用弱光檢測感光系統檢測絕對光周期來控制開花時間。與此同時,他們可以測量光合作用周期作為代謝日長來控制生長。這使得植物能夠獨立地協調季節性發育過程。這項工作開啟了一種可能性,即幾個光周期測量系統可以在生物體中并行運行,以精確調節各種季節性過程。
這樣,植物就能獨立控制開花或生長所需基因的表達。這表明,季節性開花和生長是可以分離的,它們可以在不同季節獨立協調。
文章來源:
Qingqing Wang, Wei Liu, Chun Chung Leung et al,Plants distinguish different photoperiods to independently control seasonal flowering and growth. DOI: adg9196,Science:最新IF:63.714