《Nature Communications》文章報道,潛在的新目標可以支持開發適應不同環境條件的植物新品種,包括谷物和蔬菜。

植物的記憶功能使它們能根據逆境或季節變化精確地協調發育。例如,許多植物都記得冬天的持續寒冷,確保只在真正的春天來臨時才開花。背后的協調者是一組名為PRC2的蛋白質。在寒冷時期,這些蛋白以復合體的形式聚在一起。很少有人知道PRC2如何檢測環境變化,以確保在正確的時機協調開花。
研究人員發現,這種復合物的核心成分是一種名為VRN2的蛋白質,它非常不穩定,在溫暖和氧氣充足時,VRN2蛋白不斷分解。當環境條件變差,例如被水淹或低氧時,VRN2變得穩定以提高植物存活率。寒冷條件下,VRN2蛋白也跟著不斷積累,當溫度升高,PRC2復合物通過VRN2變化觸發開花。令研究人員感到驚奇的是,植物在應對洪水或低氧等挑戰時與面對寒冷時的反應驚人的相似。
“植物具有感知和記憶環境變化的顯著能力,這使得它們可以自行掌控生命周期,”文章一作Daniel Gibbs博士解釋。“VRN2在不需要時被分解,在特殊環境條件下積累。可以說,VRN2直接感知并響應來自環境的信號,并且保持PRC2按兵不動直到有需要為止。”
在全球氣候發生變化的今天,這項研究的意義十分明顯。“動物也有PRC2復合體,但是不具有不穩定的VRN2蛋白。這個系統似乎是開花植物自己進化出來的,”Holdsworth教授補充。“也許讓植物在適應和應付環境變化中更具靈活性。這一點很重要,因為植物基本是固定在地面上的,不能移動。”
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