一种蛋白可以防止植物过早开花

2020-09-15 129被子植物

从生态学和农艺学的观点来看,开花的诱导是最重要的。及时和同步开花对于优化授粉并在有利的环境条件下使种子生​​产和成熟至关重要。环境因素,尤其是光线,调节开花时间,其机理已成为许多研究的主题。但是,这些实验通常是在没有UV-B的生长室中进行的。UV-B是一种辐射,它是阳光的自然成分,例如,可导致人类晒伤。日内瓦大学(UNIGE)的一个研究小组发现,一种蛋白可以防止植物过早开花,UV-B可能是强大的开花诱导剂,但一种名为RUP2的蛋白质会阻止其阻止早开花的作用。这项工作发表在《基因与发展》杂志上。

研究背景

许多植物表现出所谓的光周期开花,这取决于天数的变化,因此取决于季节的变化。他们中的一些会在日子变长时开花,而另一些会在日子变短时开花。这些植物对一天的长度的感知对于控制自然生态系统中开花的开始并确保成功繁殖至关重要。

为了优化产量,了解园艺过程和农业生产系统中的主要机制也是这一过程的主要挑战。植物能够感知和“分析”光线,包括其强度,颜色或持续时间。 UNIGE理学院植物与植物生物学系教授Roman Ulm研究了植物如何整合这些信息以控制开花。

UV-B辐射,被遗忘的因子

已经在模式物种拟南芥(拟南芥)中研究了开花的机制,该种主要在瑞士于五月开花,但日子越来越长。 “大部分研究都是在生长室内进行的,即使人造光是阳光的固有部分,人造光也不包含UV-B。因此,由于植物具有UV-B受体,因此我们将这种辐射包括在内, ”这位科学家说。

通过与洛桑,图宾根大学和德国纽黑堡的Helmholtz ZentrumMünchen大学的研究人员合作,生物学家证明了UV-B射线可全年诱导拟南芥开花。日内瓦小组的研究人员,该研究的第一作者阿德里安娜·阿朗高斯解释说:“然而,一种蛋白可以防止植物过早开花,它们的作用却在短时间内被一种名为RUP2的蛋白质阻断。”

RUP2是年度时钟的指针之一

通过分析分子机制,生物学家已经开始了解RUP2的关键作用。 “无论在哪个季节,UV-B都能刺激开花激素FT蛋白的产生,FT蛋白会迁移至分生组织(可确保植物生长的组织)中,并重新编程使其进入开花阶段。RUP2反过来,间接抑制了这种激素的产生,从而抑制了开花。”但是,当天数延长时,尽管存在RUP2,但叶片中存在的感光细胞会诱导FT蛋白生成,从而开始开花。四季之间这种不断变化的平衡允许以RUP2为主要参与者的光周期开花。

一种蛋白可以防止植物过早开花,在不含RUP2的突变植物中发现了由UV-B诱导的开花。 “我们现在想知道UV-B的这种作用是否存在并在其他植物中很重要,以及为什么它在拟南芥的进化过程中被RUP2抑制,” Roman Ulm说。在发现了UV-B受体的存在及其对植物生长和发育的影响后,研究人员打算确定该受体的不同功能,可以将其整合为研究生态和农业食品系统的参数。

引用

Université de Genève. "A protein prevents plants from premature flowering." ScienceDaily. ScienceDaily, 27 September 2018. www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180927105654.htm.

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