遗传分析显示植物可以像我们一样的早期鸟类或夜猫子

汉娜里斯

汉娜·里斯博士,英国厄勒姆研究所博士后科学家。信贷:厄勒姆学院

根据新的研究,植物对人类的体钟具有相同的体钟变化,根据新的研究,探讨了植物中的昼夜节律的基因。

研究表明,在他们的DNA代码可能会决定植物是否是百灵鸟或夜猫子。调查结果可以帮助农民和作物育种者选择具有最适合其位置的时钟的植物,有助于提高产量,甚至能够承受气候变化的能力。

昼夜节奏是通过日夜和夜间引导生物的分子节拍器 - Cockadodleding早晨到来并在晚上绘制窗帘。在植物中,它调节广泛的过程,从黎明时从初步光合作用到调节开花时间。

这些节奏模式可以根据地理、纬度、气候和季节而变化——植物生物钟必须适应当地的条件。

位于诺维奇的Earlham研究所和John Innes中心的研究人员希望更好地了解自然存在的昼夜节律变化有多少,他们的最终目标是培育更能适应当地环境变化的作物——这是气候变化的一个紧迫威胁。

为了调查这些局部差异的遗传基础,该团队在瑞典拟南芥植物中审查了不同的昼夜节律,以识别和验证与时钟变化的蜱堵塞相关的基因。

厄勒姆研究所博士后研究员、这篇论文的作者汉娜·里斯博士说:“植物的整体健康在很大程度上受到其生物钟与每天的长度和季节更替同步程度的影响。”精确的生物钟可以让它在竞争对手、捕食者和病原体面前具有优势。

“我们对瑞典植物的生物钟会受到怎样的影响很感兴趣;一个在白天时间和气候上经历极端变化的国家。了解生物钟变化和适应背后的遗传学,可以帮助我们在其他地区培育更多适应气候变化的作物。”

该研究小组研究了从整个瑞典获得的191个不同品种的拟南芥的基因。他们在寻找这些植物之间基因的微小差异,这可能解释昼夜节律功能的差异。

他们的分析表明,特定基因 - Cor28中的单个DNA碱基变化更容易在开花晚期的植物中发现,并且具有较长的周期长度。COR28是一种已知的开花时间,冷冻耐受性和昼夜节日的协调器;所有这些都可能影响瑞典的局部适应。

里斯博士解释说:“单个基因序列中的一个碱基对的变化就能影响时钟的运转速度,这太令人惊讶了。”

科学家们还利用了开创性的延迟荧光成像方法来筛选丝网仪植物。他们表明,最早的立管和最新分阶段植物的钟表之间有超过10个小时的差异 - 类似于工作相反的换档模式的植物。地理和植物的遗传血统似乎都有影响。

“拟南芥是一个典型的植物系统,”里斯博士说。“这是第一个对其基因组进行排序的植物,它在昼夜生物学中得到了广泛研究,但这是第一次有人进行这种类型的关联研究,以找到负责不同时钟类型的基因。”yabo124

“我们的发现强调了一些有趣的基因,它们可能成为作物育种者的靶标,并为未来的研究提供了一个平台。我们的延迟荧光成像系统可用于任何绿色光合材料,使其适用于广泛的植物。下一步将是将这些发现应用到主要农作物上,包括芸苔和小麦。”

该研究的结果已在期刊上发表植物、细胞与环境

参考:Hannah Rees,Ryan Joynson,James K.m.beaulta布朗和安东尼大厅11月11日11月11日,植物、细胞与环境
DOI: 10.1111 / pce.13941

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