Nature Plants

学术期刊如Science、Nature等定期发布前沿研究 #生活乐趣# #阅读乐趣# #学术阅读资源#

季节性变化是全球环境变化的主要因素，由于大多数生物在自然季节环境中进化，其分子系统会响应季节变化而变化。季节性变化可以控制植物的许多物候事件，如萌发、叶片膨大、开花和落叶，也包括许多生理变化，如光合作用和养分循环【1】。在自然条件下植物可以通过响应多个季节性信号的特定组合和忽略环境的错误波动来控制这些事件【2】。虽然早期研究已经分析了某些关键基因在自然环境中的表达，但目前对植物响应季节性环境变化的整体分子机制尚不明确。

近期，日本 Kyoto University 的Hiroshi Kudoh等在Nature Plants在线发表了一篇题为 Annual transcriptome dynamics in natural environments reveals plant seasonal adaptation 的研究论文，研究了植物响应季节性环境变化的年度转录组动态变化。

为揭示自然条件下的季节性转录组动态，该研究选择了与拟南芥密切相关的多年生植物Arabidopsis halleri subsp. Gemmifera 作为研究材料，并于2011年7月至2013年6月每周中午收集叶片样品进行测序分析。该研究分别鉴定了2,879和7,185个季节性和昼夜振荡的基因。研究人员进一步测试和分析了具有特定功能注释的基因，发现这些基因在一年中的特定时期出现表达最大值，并且大多数重要注释都出现在夏季（193个注释）或冬季（285个注释）。该研究还发现，大多数昼夜振荡的基因如核心时钟基因 AhgCCA1 的日变化幅度出现季节性差异（在冬至时较小，在夏至时较大），这种差异可归因于季节之间的温度差异。

自然栖息地中转录组的季节动态

该研究也检测了开花途径中相关基因的季节和昼夜表达模式，发现在265个开花途径基因中，14、79和38个基因分别表现出季节性、昼夜性以及季节-昼夜性表达，表明季节性振荡基因可能在确定自然环境中的开花时间方面具有重要作用。进一步研究发现，两个核心时钟基因 AhgLHY 和 AhgTOC1 分别具有第二和第五个最大的季节性振荡，这些基因的季节性振荡是由昼夜振荡的幅度变化引起的。

在开花途径中季节性和昼夜振荡的基因。

该研究研究发现，室内条件下的季节性表达模式与自然环境中的季节性转录组动态相关，而通过进一步计算基因表达与温度或日长之间的相关性表明，季节性温度变化是控制季节性转录组的主要因素。最后，该研究通过模拟温度和日长之间的同相和反相振荡，发现植物在“自然”室中的适应性高于“非自然”室。总之，该研究证明了植物如何使用多种类型的环境信息来适应季节性环境。

参考文献

【1】Polgar, C. A. & Primack, R. B. Leaf-out phenology of temperate woody plants: from trees to ecosystems. New Phytol. 191, 926–941 (2011)

【2】Aikawa, S., Kobayashi, M. J., Satake, A., Shimizu, K. K. & Kudoh, H. Robust control of the seasonal expression of the Arabidopsis FLC gene in a fuctuating environment. Proc. Natl Acad. Sci. USA 107, 11632–11637 (2010)

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-018-0338-z

特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

网址：Nature Plants https://klqsh.com/news/view/169415

相关内容

Bertrams Chemical Plants Ltd – 欢迎来到博特公司
Wild Ginger
Nature Communications
创造出新物质，浙江大学最新Nature!
Nature：科学家解锁大脑的社交密码——如何在复杂社交中快速决策？
New Mexico
What is Nuclear Energy? The Science of Nuclear Power
Phoenix Islands Protected Area
Press
Nature Neurosci：为何学习新知识这么难？因为大脑可能比你想象中更死板

随便看看