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新研究發現植物「睡前」設鬧鐘 以確保生存

植物為自己設置鬧鐘示意圖。(Shutterstock)
植物為自己設置鬧鐘示意圖。(Shutterstock)

編譯/李少維
一項新研究發現,植物有一種代謝信號與其生長平衡息息相關,這種代謝信號負責調節植物的生物時鐘,以確保在太陽下山後,儲存了足夠的糖分來應付夜間的能量消耗。研究人員認為,這種信號的作用就像是植物在睡前設置鬧鐘,來維持生存。

畢業於英國約克大學(University of York)生物系的海頓(Mike Haydon)說:「植物必須協調光合作用和日常環境的代謝,並配合可用的碳含量,以調節生物時鐘和生長機制。」

研究顯示,這種代謝信號為植物的生長提供著重要訊息。植物在白天利用光合作用製造的糖分,就是它們夜間的能量儲備。植物的生物時鐘必須預測日出的時間和夜晚的時長,從而精確地調整其新陳代謝的能力。

為了解糖分對生物時鐘的影響機制,研究人員對植物幼苗進行了一項實驗,在改變光合作用或糖供應的情況下,測量其基因表現。

他們發現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,且在生物時鐘機制內也起著關鍵的作用。研究也發現,如果抑制超氧化物的產生,就會抑制糖分在黃昏時,對生物時鐘基因所產生的影響。

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)指出:「我們的數據表明,超氧化物是一種與糖分的水平、節律有關的信號,在夜間起作用,控制著生物時鐘的基因表現和植物的生長。」

這份研究3月9日發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)。◇