原来植物作息也分夜猫子型和百灵鸟型

知道吗,植物也有作息偏好。就和我们人类一样,有早睡早起的百灵鸟型和半夜精神抖擞的夜猫子型。

研究表明,植物DNA编码中的单个字符就可以潜在地决定植物是百灵鸟型还是夜猫子型。这些发现可以帮助农民在合适的时间种植作物,有助于提高产量甚至抵御气候变化。

生物钟是控制生物生理活动昼夜节律的分子节拍器。正常来说,我们的生理活动周期和昼夜变化相一致。在植物中,由它来调节广泛的生理过程,包括黎明时启动光合作用,在特定的时间开花等。

节奏模式可能会因地理位置,纬度,气候和季节而异——植物钟必须适应当地的情况。

厄尔勒姆研究所(Earlham Institute)和约翰·因内斯中心(John Innes Center)的研究人员希望能够刻画出植物生物钟的细节,最终目标是培育出更具适应力的作物。

为了分析差异化背后的遗传基础,研究小组检查了瑞典拟南芥植物,把不同的生理活动周期与DNA差异对应起来。

厄尔勒姆研究所的博士后研究员汉娜·里斯博士(Hannah Rees博士)说:“植物的整体健康状况在很大程度上取决于其昼夜节律与天时和季节流逝的同步程度。校准的生物钟可使生物在竞争者、天敌和病原体的生存斗争中占据优势。

“瑞典这个国家的日照时间和气候会出现极端变化。摸清生物周期的变化和适应性背后的遗传机制可帮助我们在其他地区培育更具适应性的农作物。 ”

团队从整个瑞典获得了拟南芥191个不同的变异种,寻找它们之间基因上的微小差异——或可解释生理活动在昼夜节律上的差异。

分析表明,特定基因COR28中单个DNA碱基对变异更可能出现在开花较晚且周期较长的植物中。已知COR28的功能是调节开花时间,耐冻性和昼夜节律。

里斯博士解释说:“令人惊讶的是,单个基因序列内仅一个碱基对的变化就能影响到生物钟指针的快慢。”

“我们的发现还显出了一些有趣的基因,可为农作物育种者提供靶点,并为以后的研究提供了平台——我们的延迟荧光成像系统可适用于多种植物。下一步将把这些发现应用在主要的农作物,包括芸苔属作物和小麦上。”

研究结果已发表在《植物,细胞与环境》上。

原文:https://phys.org/news/2020-12-larks-night-owls.html

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