对植物来说,准确地对外界光照做出反应十分重要,植物从发芽、光合作用、体表着色到生长模式的确定以致最后开花都与此有关。最近,《自然(Nature)》杂志发表了美国威斯康星-麦迪逊大学(University of Wisconsin-Madison)学者揭示植物光敏反应秘密的文章。文章详尽描述了这种广泛存在于植物、真菌和细菌中蛋白质的结构。这个发现揭示了植物是如何根据外界光变化而对自身生理活动进行调节的,这对农业有重要意义。 学者们对一种存在于细菌体内的光敏蛋白质进行了详尽的研究,并清晰地绘制出了其结构图,这也是人类第一次如此清楚地描绘出了生物中这类蛋白质的集光结构。依照惯例,人们通常称这类光敏蛋白为光敏素。学者们认为,这种蛋白质的集光结构至少在10亿年前就出现了。 参与研究的威斯康星-麦迪逊大学的植物遗传学家理查德·维斯特拉(Richard Vierstra)和他的同事在文章中写道:这种蛋白质可能是农业上最重要的光敏调节器。它能够告知植物何时发芽,向什么地方生长能够得到更多的阳光和避免与其他植物的竞争,它决定了植物什么时候开花和凋萎。该校的研究生瓦格纳(Jeremiah Wagner)是文章的第一作者,他表示,我们现在可以更理性地调节光敏素的工作状态,以改善植物对外界光照所做出的反应。人们现在甚至可以尝试改造植物的光敏调节系统。 维斯特拉说,在植物中有很多种光敏素,它们几乎存在于植物体内的每一个细胞中。在直接会对光照发生反应的细胞中,如根尖或是茎尖的细胞,光敏素的浓度会高些。学者们所研究的光敏素来自一种抗电离辐射的细菌(Deinococcus radiodurans),这种光敏素能将其所感受到的光储存起来,并在此后几天对所感受到的光做出反应。同时,它还可以根据记忆来预测每天光照的方向和日照时间,据此让植物在恰当的季节开花。
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