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生物學家揭開了開花植物的記憶機制

2019-01-04 14:21:29 ? 來源：

來自英國和荷蘭的一組研究人員已經(jīng)確定了一種機制，使被子植物(開花植物)能夠感知并記住其環(huán)境的變化。

植物的記憶功能使它們能夠根據(jù)壓力或季節(jié)的變化準確地協(xié)調(diào)它們的發(fā)育。

例如，許多植物記得冬天的寒冷，這確保它們只有在溫暖的溫度恢復(fù)時才會在春天開花。

他們這樣做的一種方法是通過一組名為PRC2的蛋白質(zhì)(polycomb抑制復(fù)合物2)。

在寒冷中，這些蛋白質(zhì)作為復(fù)合物聚集在一起，并將植物轉(zhuǎn)變?yōu)殚_花模式。

關(guān)于PRC2如何檢測環(huán)境變化以確保它僅在需要時才有效，我們知之甚少。

這項由伯明翰大學和諾丁漢大學的科學家領(lǐng)導(dǎo)的新研究為PRC2的“環(huán)境感知”功能提供了新的見解。

研究人員發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合物的核心成分 - 一種名為VRN2的蛋白質(zhì)(polycombgroup蛋白質(zhì)VERNALIZATION 2) - 非常不穩(wěn)定。

在溫度較高且氧氣充足的情況下，VRN2蛋白會不斷分解。

當環(huán)境條件變得更具挑戰(zhàn)性時，例如當植物被淹沒并且氧氣低時，VRN2變得穩(wěn)定并且提高存活率。

VRN2蛋白也在寒冷中積累。這使得PRC2復(fù)合物一旦溫度升高就會觸發(fā)開花。

研究作者調(diào)查了這一原因，發(fā)現(xiàn)植物對洪水過程中對低溫和低氧的反應(yīng)之間存在驚人的相似性。

“植物具有非凡的感知和記憶環(huán)境變化的能力，這使他們能夠控制自己的生命周期，”研究共同主要作者，伯明翰大學生物科學學院研究員Daniel Gibbs博士說。

“VRN2在不需要時不斷被破壞，但在適當?shù)沫h(huán)境條件下積累。通過這種方式，VRN2直接感知并響應(yīng)來自環(huán)境的信號，并且PRC2在需要之前保持不活動狀態(tài)。“

“有可能將這種機制作為目標，幫助創(chuàng)造更好地適應(yīng)不同環(huán)境情景的植物，這對于應(yīng)對氣候變化非常重要。”

“有趣的是，動物也有PRC2復(fù)合物，但沒有不穩(wěn)定的VRN2蛋白，”該研究的共同主要作者，諾丁漢大學的Michael Holdsworth教授說。

“這個系統(tǒng)似乎是在開花植物中特別進化的。也許它使他們在適應(yīng)和應(yīng)對環(huán)境變化的能力方面具有更大的靈活性，這一點非常重要，因為它們固定在地下并且無法移動。

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