植物如何快速適應強烈的陽光

 (https://www.cell.com/molecular-plant/pdf/S1674-2052(26)00221-2.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1674205226002212%3Fshowall%3Dtrue)

 植物無需等待數小時才能對強烈的陽光做出反應——它們會在幾分鐘內做出反應。這項研究發現了一種新的信號通路,該通路使植物能夠在細胞核內的基因改變活性之前直接調節自身的蛋白質合成。這項發現為培育適應氣候變遷的作物開闢了新的前景。植物看似反應遲鈍,但當環境改變時,它們會在幾秒鐘內做出反應。突然暴露在強光下尤其具有挑戰性,因為它會擾亂光合作用並損傷細胞。

植物能夠在幾分鐘內重編程其蛋白質合成——遠早於細胞核內基因活性的變化,這意味著研究發現了一個額外的、非常快速的調控層。直接調控而非經由基因的迂迴調控。先前的研究大多認為,葉綠體(植物細胞進行光合作用的場所)會向細胞核發送訊號。在細胞核內,基因被激活,啟動保護性程序。這個過程需要時間,因為首先需要產生新的信使分子。

面對日益頻繁的極端天氣,這項發現更顯意義重大。植物越來越暴露在強烈的陽光、高溫和乾旱之中。了解它們如何在幾分鐘內適應這些環境,從長遠來看,或許能夠培育出產量更穩定的作物新品種——無需從根本上改變其基因組成,而是透過精準利用天然的調控機制來實現。



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