研究表明植物是如何協(xié)調(diào)其內(nèi)部生物鐘的

從藍(lán)藻到人類(lèi)，地球上幾乎所有的生物都有一個(gè)內(nèi)部生物鐘，可以24小時(shí)循環(huán)調(diào)節(jié)自身的活動(dòng)。對(duì)于哺乳動(dòng)物來(lái)說(shuō)，大腦中有一個(gè)主時(shí)鐘，控制身體其他部位的外周時(shí)鐘；植物也有多個(gè)時(shí)鐘，但不清楚它們是否有一個(gè)類(lèi)似大腦的主人來(lái)協(xié)調(diào)它們。

8月15日，由劍橋大學(xué)塞恩斯伯里實(shí)驗(yàn)室詹姆斯洛克(James Locke)團(tuán)隊(duì)牽頭，與利物浦大學(xué)和耳垂研究所合作，在《公共科學(xué)圖書(shū)館生物學(xué)》(PLOS Biology)上發(fā)表的一項(xiàng)新研究表明，植物幼苗中的時(shí)鐘可以在沒(méi)有主人的情況下自行組織起來(lái)，收集光和溫度等外部信號(hào)，然后將這些信息傳遞給鄰居。

通過(guò)分析所有主要器官，我們可以看到它們不同的時(shí)鐘是如何相互作用的，并幫助我們理解植物是如何協(xié)調(diào)它們的時(shí)間的。我們發(fā)現(xiàn)，在擬南芥幼苗中，每個(gè)器官的時(shí)鐘運(yùn)行速度不同，最快的時(shí)鐘和最慢的時(shí)鐘之間的時(shí)間差可達(dá)4小時(shí)。

第一作者馬克格林伍德

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人洛克博士說(shuō)，了解植物生物鐘的工作原理可能有助于提高作物生產(chǎn)力。盡管器官中的時(shí)鐘有不同的速度(周期)，研究小組發(fā)現(xiàn)這并沒(méi)有引起混淆?！半m然時(shí)鐘速度是通過(guò)他們特定器官的輸入(如光線(xiàn))在本地設(shè)定的，但他們也在與鄰居交談，以在本地協(xié)調(diào)自己。器官和局部細(xì)胞信號(hào)之間周期性差異的結(jié)合產(chǎn)生了空間波，為基因活動(dòng)計(jì)時(shí)。這意味著工廠(chǎng)時(shí)鐘在本地設(shè)定，但通過(guò)空間波在全球范圍內(nèi)協(xié)調(diào)，”格林伍德說(shuō)。

植物生物鐘有助于決定農(nóng)業(yè)的許多重要過(guò)程，包括生長(zhǎng)、開(kāi)花和抗病。了解時(shí)鐘是如何協(xié)調(diào)的，應(yīng)該可以讓我們操縱植物預(yù)測(cè)未來(lái)日常事件的方式，以提高作物產(chǎn)量。"

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