睡眠 醒来 重复 植物如何在不同的时区工作

人们普遍认为人类有生物钟。当我们长途跋涉时,事情就会被淘汰出局。

通过测量含羞草中的叶片运动节律,1729年首次在植物中发现了每日波动的节律。现在由博士生Hannah Rees领导的Earlham研究所的研究已经“揭示了它们在不同作物植物中的作用。

重要的是,Hannah开发了一种可靠的方法,使用天然存在的“延迟荧光”精确测量小麦和芸苔属植物的时钟,这对于未来改良作物的研究非常有用。

延迟荧光是植物在被照射后发出的光,在黑暗中持续很长时间。*发表在植物方法中的论文揭示了小麦'蜱'的原因,以及植物如何显示老化。

我们并没有那么不同,你和我

人们的生物钟是众所周知的,并且很好理解 - 例如在不同时区之间旅行后经历时差和睡眠剥夺。即使夏天任何一方将时钟改变一个小时也会让我们失去同步,我们的身体时钟需要几天才能重新调整。

植物也会因光照条件的变化而受到类似的影响,由于最近在EI的工作,现在更容易调查。在这些发现中,内置的生物钟在24小时光照下在芸苔属植物中保持滴答作响,而在小麦中,时钟在恒定的黑暗中振荡得更好。

更有趣的是,似乎在两种类型的植物中,随着植物的衰老,生物钟振荡更快 - 对于单株植物甚至更老的叶子和更年轻的叶子也是如此。

Hannah开发了一种测量植物(如小麦)日常模式的稳健方法,之前已经证明这是困难的,因为大多数方法都依赖于使用遗传修饰 - 这种技术在小麦中不易实现。观察叶片运动的其他技术仅在双子叶植物(具有两个种子叶的植物)中起作用,而小麦是单子叶植物(具有一个种子叶的植物,如草和百合)。

该技术的工作原理是测量光系统II的延迟荧光,顾名思义,它对光合作用至关重要。光系统II的活动在24小时的窗口中振荡,这对依赖太阳能量的生物非常有用。

这项技术将使研究人员能够检测目前正在种植的作物中的昼夜节律之间的差异,并帮助他们在节奏适合其生长环境时进行锻炼。由于日长的不同,在赤道上生长的作物可能需要与在极地附近生长的植物不同的节律。具有与自然环境同步的生物钟的植物更健康并且产生更高的产量。

主要作者Hannah Rees说:“我们真的很高兴能够率先使用延迟荧光(光发射)作为增强作物植物的工具,重点关注我们对时钟节律之间的差异所获得的有用见解在芸苔和小麦工作。

“随着工厂变老,时钟加速的事实也非常惊人,我们的下一个问题是为什么会出现这种情况?拥有'少年'时钟和'老年人时钟'是否具有生物学优势?我们希望我们的工作通过允许育种者选择与世界某些地区的最佳生长相匹配的昼夜节律钟的作物,将有助于提高作物产量。“