植物学家揭示向日葵“追随太阳”的新机制
加州大学戴维斯分校的植物学家们最近在PLOS Biology杂志上发表的一项研究中，揭示了向日葵如何“看到”太阳并追随它的全新机制，这与先前的研究结果大相径庭。
加州大学戴维斯分校的植物学教授Stacey Harmer是这项研究的高级作者，她表示：“这对我们来说完全是个意外。”
大多数植物都表现出光屈性，即它们能够朝着光源生长。植物学家一直认为向日葵的趋光性，也就是追随太阳的能力，会基于与光谱中蓝光相关的分子——光屈性蛋白，从而响应光线。
向日葵通过在白天在茎的东侧生长得更多，将头部推向西方，然后在夜晚在茎的西侧生长得更多，使头部摆回东方。Harmer的实验室曾经在UC戴维斯分校生物科学学院展示过，向日葵如何利用其内部生物钟来预测日出，并协调花冠的开放与早晨传粉昆虫的出现。
在这项新研究中，研究生Christopher Brooks、博士后研究员Hagatop Atamian和Harmer观察了在室内实验室培养室和户外阳光下生长的向日葵中哪些基因被激活。在室内，向日葵会笔直地生长朝向光线，同时激活与光屈性蛋白相关的基因。但在户外生长的向日葵，它们会追随太阳，展现出完全不同的基因表达模式，茎的一侧和另一侧似乎没有明显的光屈性蛋白差异。
研究人员目前尚未确定与趋光性相关的基因。
Harmer表示：“我们似乎已经排除了光屈性蛋白通路，但我们并没有找到明显的线索。”
使用遮光箱阻断蓝光、紫外线、红光或远红光对向日葵的追随太阳反应没有任何影响。这表明可能存在多个途径，响应不同波长的光线，以实现相同的目标。未来的研究将探究植物中的蛋白质调控。
向日葵表现出迅速的学习能力。当在实验室中培养的植物移至户外时，它们在第一天就开始追随太阳。Harmer说，这种行为伴随着植物的阴影侧出现的基因表达突增，但这种现象在随后的日子里没有再次发生。这表明某种“重构”正在进行中。
除了揭示植物光感应和生长的以前未知途径，这一发现具有广泛的重要性，Harmer指出：“在受控环境中定义的事物可能在现实世界中无法成立。” Atamian目前已成为查普曼大学的助理教授。
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