植物也有青春期?

【字体: 时间:2024年08月22日 来源:AAAS

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  研究人员已经确定了与植物以不同速度经历类似于“青春期”的发育变化有关的基因变化,这一发现可能会导致更好的作物营养。

  

这种发育变化被称为植物性到生殖性的转变,发生在几天的时间里,在这段时间里,它们的叶子生长速度减慢,转而发育生殖器官。

这种巨大的生理变化对农民和消费者来说非常重要,因为它启动了叶片中的营养物质被转移到植物的生殖器官并最终进入果实和谷物的过程。适时的植物生长意味着更有营养的食物。

农民们试图使作物尽可能地统一,但是尽管他们努力了,就像人类一样,不同的植物在不同的年龄发生青春期。

为了研究影响这种转变时间的因素,约克大学的研究人员在土壤、温度、湿度和光线尽可能一致的条件下种植拟南芥——一种与白菜和西兰花等芸苔类作物最相似的野生芥菜。

研究人员之所以选择这个物种,是因为它经过几代的近亲繁殖,创造了一个基因几乎相同的种子库。

即使在这些高度控制的条件下,植物在不同的日子开始显示出发育过渡的迹象。当大约一半的植物经历了这种转变后,科学家们测量了所有植物的基因活性。

虽然这些植物具有相同的实足年龄,但它们在植物“青春期”路径上处于不同的位置。研究人员确定了与这种发育变化时间相关的特定遗传变化。

他们还发现,甚至在科学家们看到可见的生殖结构之前,植物就开始了杀死叶子的过程。

该研究的主要作者,来自生物系的Daphne Ezer博士说:“在某些方面,植物和人类的生长非常相似:每个人都以自己独特的方式经历。我们的研究揭示了可以控制植物发育过渡时间的特定遗传变化,为未来改善作物均匀性和质量铺平了道路。值得注意的是,我们还发现植物开始将营养物质从叶子转移到开花结构,甚至比我们预期的还要早。为了提高作物的营养价值,农民可能需要注意这些隐藏的过程,这些过程发生在任何可见的从植物到生殖的转变迹象之前。”

Single-plant-omics reveals the cascade of transcriptional changes during the vegetative-to-reproductive transition is published in the journal The Plant Cell.

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