人們普遍認為人類有生物鐘。當(dāng)我們長途跋涉時,事情就會被淘汰出局。
通過測量含羞草中的葉片運動節(jié)律,1729年首次在植物中發(fā)現(xiàn)了每日波動的節(jié)律?,F(xiàn)在由博士生Hannah Rees領(lǐng)導(dǎo)的Earlham研究所的研究已經(jīng)“揭示了它們在不同作物植物中的作用。
重要的是,Hannah開發(fā)了一種可靠的方法,使用天然存在的“延遲熒光”精確測量小麥和蕓苔屬植物的時鐘,這對于未來改良作物的研究非常有用。
延遲熒光是植物在被照射后發(fā)出的光,在黑暗中持續(xù)很長時間。*發(fā)表在植物方法中的論文揭示了小麥'蜱'的原因,以及植物如何顯示老化。
我們并沒有那么不同,你和我
人們的生物鐘是眾所周知的,并且很好理解 - 例如在不同時區(qū)之間旅行后經(jīng)歷時差和睡眠剝奪。即使夏天任何一方將時鐘改變一個小時也會讓我們失去同步,我們的身體時鐘需要幾天才能重新調(diào)整。
植物也會因光照條件的變化而受到類似的影響,由于最近在EI的工作,現(xiàn)在更容易調(diào)查。在這些發(fā)現(xiàn)中,內(nèi)置的生物鐘在24小時光照下在蕓苔屬植物中保持滴答作響,而在小麥中,時鐘在恒定的黑暗中振蕩得更好。
更有趣的是,似乎在兩種類型的植物中,隨著植物的衰老,生物鐘振蕩更快 - 對于單株植物甚至更老的葉子和更年輕的葉子也是如此。
Hannah開發(fā)了一種測量植物(如小麥)日常模式的穩(wěn)健方法,之前已經(jīng)證明這是困難的,因為大多數(shù)方法都依賴于使用遺傳修飾 - 這種技術(shù)在小麥中不易實現(xiàn)。觀察葉片運動的其他技術(shù)僅在雙子葉植物(具有兩個種子葉的植物)中起作用,而小麥?zhǔn)菃巫尤~植物(具有一個種子葉的植物,如草和百合)。
該技術(shù)的工作原理是測量光系統(tǒng)II的延遲熒光,顧名思義,它對光合作用至關(guān)重要。光系統(tǒng)II的活動在24小時的窗口中振蕩,這對依賴太陽能量的生物非常有用。
這項技術(shù)將使研究人員能夠檢測目前正在種植的作物中的晝夜節(jié)律之間的差異,并幫助他們在節(jié)奏適合其生長環(huán)境時進行鍛煉。由于日長的不同,在赤道上生長的作物可能需要與在極地附近生長的植物不同的節(jié)律。具有與自然環(huán)境同步的生物鐘的植物更健康并且產(chǎn)生更高的產(chǎn)量。
主要作者Hannah Rees說:“我們真的很高興能夠率先使用延遲熒光(光發(fā)射)作為增強作物植物的工具,重點關(guān)注我們對時鐘節(jié)律之間的差異所獲得的有用見解在蕓苔和小麥工作。
“隨著工廠變老,時鐘加速的事實也非常驚人,我們的下一個問題是為什么會出現(xiàn)這種情況?擁有'少年'時鐘和'老年人時鐘'是否具有生物學(xué)優(yōu)勢?我們希望我們的工作通過允許育種者選擇與世界某些地區(qū)的最佳生長相匹配的晝夜節(jié)律鐘的作物,將有助于提高作物產(chǎn)量。“