本文转自:科技日报科技日报记者?张梦然植物伸长和弯曲以确保获得阳光。|光和温度影响植物生长奥秘揭开,新发现有助开发抵御气变的更好作物
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科技日报采访人员张梦然
植物伸长和弯曲以确保获得阳光 。 美国索尔克研究所科学家发现 , 当植物被树冠遮蔽并同时暴露在温暖的温度下时 , 会有两种植物因子促发加速生长 。 发表于《自然·通讯》的这项发现将帮助科学家预测植物会如何应对气候变化 , 并在全球气温上升损害产量的情况下提高作物生产力 。
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不同光照和温度条件下的拟南芥细胞(上)和幼苗(下) 。 最右图所示的幼苗在阴凉和温暖的温度下显示出加速生长 。
图片来源:索尔克研究所
研究人员表示 , 人们以一定的密度种植农作物 , 但研究结果表明 , 随着气候变化 , 需要降低种植密度以优化生长 。 了解植物如何对光和温度作出反应的分子基础 , 使人们能以特定方式微调作物密度 , 从而获得最佳产量 。
在发芽过程中 , 幼苗的茎迅速拉长 , 突破覆盖的土壤 , 以尽快捕捉阳光 。 通常 , 茎暴露在阳光下后会减慢生长速度 。 但是 , 如果植物与周围的植物争夺阳光 , 或者响应温暖的温度以增加炎热地面和植物叶子之间的距离 , 茎可以再次迅速伸长 。 虽然树冠遮荫和温暖的温度这两种环境条件都会促进茎的生长 , 但它们也会降低产量 。
在新研究中 , 研究人员比较了同时在树冠遮荫和温暖温度下生长的植物 , 以模拟高作物密度和气候变化 。 他们使用了模式植物拟南芥 , 以及番茄和烟草的近亲 , 来了解这3种植物是否同样受到这种环境条件的影响 。
研究发现 , 在所有3个物种中 , 当植物同时避开邻近植物产生的阴影并暴露在较温暖的温度下时 , 它们会长得非常高 。 在分子水平上 , 研究人员发现转录因子PIF7是一种帮助基因“开启”和“关闭”的蛋白质 , 是推动快速增长的主要因素 。 研究还发现 , 当作物检测到邻近植物时 , 生长素会增加 , 从而促进生长以应对同时变暖的温度 。 这种协同的PIF7—生长素途径使植物能对其环境作出反应并寻求最佳生长条件 。
一个相关的转录因子PIF4在温暖的温度下也刺激了茎的伸长 。 然而 , 当阴影和温度升高结合起来时 , 这个因素就不再发挥重要作用 。 而先前的研究已表明该因素在相关生长情况中的重要性 。
【本文转自:科技日报科技日报记者?张梦然植物伸长和弯曲以确保获得阳光。|光和温度影响植物生长奥秘揭开,新发现有助开发抵御气变的更好作物】研究人员表示 , 全球气温正在上升 , 因此人们需要能在这些新条件下茁壮成长的粮食作物 。 确定在温暖温度下调节植物生长的关键因素 , 将有助于开发出性能更好的作物来养活后代 。
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