一項新研究發現,植物有一種代謝信號負責調節其生物鐘,保證植物在太陽下山後,儲存足夠的能量度過每天的夜晚,與植物的生長平衡息息相關。

畢業於英國約克大學(University of York)生物系的海頓(Mike Haydon)說:「我們認為這種代謝信號的作用就像是在睡前設置鬧鐘以保證植物的生存。植物必須協調光合作用和日常環境的代謝、配合可用的碳含量,以調節生物鐘和生長機制。」

研究顯示,這種代謝信號為植物的生長提供著重要信息,比如到黃昏的時候植株可用的糖量,維持植物整夜的消耗。

植物在白天利用光合作用製造的糖份,就是它們夜間的能量儲備。植物的生物鐘必須預測日出的時間和估計夜晚持續時間,從而精確地調整其新陳代謝的能力,這對植物利用環境資源實現最充份的生長至關重要。

為了了解糖份對生物鐘的影響機制,研究人員對植物幼苗進行實驗,在改變光合作用或糖供應的情況下測量其基因表達。

他們確定了一組由超氧化物控制的一組基因,與代謝活動關係密切。這些基因大多數在晚上活躍,在生物鐘機制內也起著關鍵的作用。他們發現如果抑制超氧化物的產生,就會抑制糖份在黃昏時間對生物鐘基因所起的影響。

合作研究者、約克大學新型農產品研究中心的格雷厄姆(Ian Graham)說:「區分光和糖份在光合細胞內的作用很困難。我們的數據表明,超氧化物是一種與糖份水平節律相關的信號,在夜間起作用,控制著生物鐘的基因表達和植物的生長。」

這份研究3月9日發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)。#