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作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2020/6/21 18:08:06
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研究发现低蓝光环境增强植物的向光性

 

来自瑞士、法国和阿根廷的一个联合研究组最新研究发现,低蓝光和低红光与远红光的比值,都是快速增强拟南芥幼苗向光性所必需的条件,低蓝光环境有助于增强植物的向光性。相关成果近日发表在《植物生理学》杂志。

在自然环境中,光照条件是高度动态和异质的,鉴于光对植物生存的重要性,植物进化出复杂的光传感系统来整合多种光信号。

对于喜阳光的植物,如拟南芥来说,茂密植被不利于植物生长。这时,植物就会通过感知较低的红(R)与远红(FR)比值(LRFR),来检测周围的植物特征,这是叶片反射远红外光的结果。如果植被变得更密集,树冠过滤阳光,植物就会提高下胚轴伸长和叶片高度,并减少分枝和加速开花等措施,优化自身的光捕获,提高自身对遮荫的适应性。

联合研究组发现,包括拟南芥在内的避荫植物,在遮荫信号的诱导下,表现出许多生长反应,如茎状结构的伸长和叶片的重新定位。遮荫信号还通过抑制光敏色素B(phyB)促进去黄化幼苗的向光性,这有利于植物增强对未过滤阳光的捕捉。

然而,长时间的低蓝光处理,可以使植物通过降低隐色素1(cry1)的活化来促进向光性。在有利的光照条件下,cry1限制了光敏色素相互作用因子(PIF4)的表达,而在低蓝光下,PIF4的表达则可以增加,有助于光致性增强。进一步分析表明,低蓝光导致下胚轴生长素信号增强,在光刺激下,下胚轴生长素信号梯度变陡。

联合研究组因此认为,冠层遮荫增强光致性,即低蓝光环境增强植物的向光性,是光敏色素B和cry1共同作用于PIF调节的结果。

相关论文信息:DOI: https://doi.org/10.1104/pp.20.00243

 
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