一个内部温度计告诉什么时候发芽的种子

发芽是一个关键阶段的植物,因为它将离开舞台的种子耐各种环境约束条件(气候条件、缺乏营养元素等)成为一个幼苗更加脆弱。年轻的植物的生存取决于这种转变的时机。因此,重要的是,这一阶段是精细控制。瑞士的团队,由日内瓦大学的科学家们(UNIGE),发现的内部温度计延缓甚至阻止萌发的种子,如果温度过高对未来的幼苗。这个工作可以帮助优化植物生长在全球变暖的一个上下文。

新成立的种子休眠:他们无法发芽。几天后(甚至几个月,这取决于物种),种子觉醒和收购能够在有利的季节发芽幼苗生长和新种子生产。然而,休眠种子仍然可以决定他们自己的命运。例如,休眠种子突然受到过度高温(> 28°C)可以阻止发芽。这种机制的压制温度(thermo-inhibition)允许非常精细的调节。只有1到2°C的一个变体确实可以推迟种子的萌发人口,因此未来幼苗的增加生存的机会。

一个关键蛋白质:光敏色素B

集团(Luis Lopez-Molina植物科学系的教授的理学院UNIGE,萌发的控制很感兴趣拟南芥,属于十字花科的植物物种的家人和作为一个模型在许多研究项目。了解检测机制,允许种子引发thermo-inhibition,科学家探索现象已经描述的轨道和幼苗非常相似,即在一个更高级的发展阶段。

实际上,温度变化也被苗,促进干细胞生长在温度略有增加。这种适应是类似于一个观察到当工厂发现自己在另一个的影子:它延长逃离影子为了自己暴露在阳光下更有利于光合作用。这些差异蛋白敏感探测到光和温度,光敏色素B,通常作为抑制植物的生长。增加1到2°C促进植物色素B的失活,这使得它更有效预防增长。

一个内部的温度计

理解是否光敏色素B中也扮演了重要的角色在thermo-inhibition萌发期间,作者分析了种子分离种子内的两个组织:胚胎(会给年轻的植物)和胚乳(营养组织,也控制在拟南芥种子萌发)。与胚胎生长在接触胚乳,研究人员发现,胚胎剥夺了胚乳无法停止他们的增长在过高的温度下,从而导致他们的死亡。

“我们发现,在拟南芥thermo-inhibition不是自主控制的胚胎,但实现的胚乳,揭示一个新的基本功能组织,”解释Urszula Piskurewicz,植物科学系的研究员UNIGE教师的科学研究的第一作者。“换句话说,没有胚乳,种子内的胚胎不会察觉到温度过高,将开始发芽,这将是致命的”。

优化作物发芽

热抑制发芽是一个新例子,气候变化的影响在某些植物生命周期现象(发芽、开花等)。”这一特性将影响物种分布和植物农业和这种影响将会更大的全球随着温度的增加,”报告Luis Lopez-Molina,这项研究的作者。更好的理解光和温度如何触发或推迟种子萌发的确可以帮助优化植物的生长受到广泛的气候条件。

参考:Piskurewicz U, Sentandreu M, Iwasaki M,朱丽恩G, Lopez-Molina l拟南芥胚乳是实现种子thermoinhibition通过、热敏纸。Nat Commun。2023;14 (1):1202。doi:10.1038 / s41467 - 023 - 36903 - 4

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