山东农业大学王方/韩同文课题组联合美国Z. Jeffrey Chen教授团队发表生物钟和光周期调控植物开花研究的综述文章

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-05-20 21:11

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地球自转与公转引起光照、温度、水分等环境因素的周期性变化，直接影响植物的生长发育，尤其是营养生长到生殖生长的转变。植物已经进化出多种策略来预测这些变化，以确保其生存和繁殖。近日，山东农业大学王方/韩同文课题组联合美国德克萨斯大学奥斯汀分校Z. Jeffrey Chen教授团队在 Communications Biology 上发表了题为“ Circadian and photoperiodic regulation of the vegetative to reproductive transition in plants ”的综述文章， 系统总结了植物营养生长向生殖生长转变的昼夜节律和光周期调控研究进展。

生物钟系统由一系列相互作用的基因和蛋白质组成，如 CCA1 / LHY 、 TOC1 、 PRRs 等。这些基因在不同时间点表达，并通过正负反馈回路相互作用，调节植物的生物钟输出系统，确保植物对环境刺激的敏感性和适应性。

拟南芥生物钟核心振荡器

光周期现象是植物对外部环境信号的生理反应，用于预测季节性生长。对于许多一年生植物来说，开花时间取决于每天光照的时长。生物钟模型强调昼夜节律和光信号在生物体内的相互作用，并提出通过昼夜节律调节酶和底物等关键组分，协调植物的光周期反应。当外部光周期与内部昼夜节律同步时，酶被光激活并与底物相互作用，诱导 CONSTANS （ CO ）和 FLOWERING LOCUS T （ FT ）等基因的表达，从而促进成花转变。