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植物体内的“温度计”

阅读:640 次  我要评论(0)  收藏  2012/9/15 16:49:53
山东省枣庄市第十六中学 张继云
地球上的植物在各个不同的季节都会暴露在巨大的温度变化之中,即便是在同一季节,夜晚和白天的气温也有很大的差异。一般来说, 植物可以感受到1℃的温度差异。为了应对气温的变化,植物需要感知周围的温度,并随之而调整其生长。
目前,因为气候变化使一些植物的花期提前,进而改变了全球物种的分布。显然,全球气候的变化已对植物造成了显著的影响。因为植物不能四处移动,所以,它们必须持续适应周围的环境。如果不能迅速适应周围的气温变化,它们就可能有灭绝的危险。
虽然科学家在数百年前就已经知道温度对植物的影响,但至今为止,他们仍然无法解开“植物是如何感知温度变化的”这个谜底。
为了找到问题的答案,英国科学家利用一种叫拟南芥的有花植物进行实验,它是植物科学,包括遗传学和植物发育研究中的模式生物之一,在植物学中的角色就像小白鼠在医学和果蝇在遗传学中一样,被称为“植物中的果蝇”。科学家希望通过这项研究,深入了解植物的温控系统,然后培育出更能适应气候变化的植物新品种。
通过分析研究这种样本植物的所有基因,他们发现其中一种名为H2A.Z的组蛋白便是植物的“温度计”。当植物生长的环境温度较低时,这种组蛋白便会绑在DNA上,包裹在其周围,可以控制哪些基因被开启,使得一些基因无法发挥作用,从而抑制植物的生长;而当温度升高时,它就会“松开”DNA,相关基因就可以发挥作用,指导植物较快生长。研究人员认为,一些植物随着天气冷暖延迟或提前开花,都是受这个特殊的“温度计”所控制。他们将这组蛋白从植物中提取出来后,植物便显示出其所有基因都好像处于高温中,即使是冷的时候。由此可看,这种组蛋白对植物的生长具有调节作用。在此研究基础上,英国生物学家已经确认出一种可能对培育能够应对天气变化效应的植物非常关键的“温度计”基因。
植物体内这一特殊“温度计”的发现,将有助于科研人员培育出更能适应当前气候变化的植物新品种。了解了植物如何利用温度感知,使得科学家可以检查不同的物种如何对进一步升高的全球气温作出反应,进而可以利用这些基因改变农作物感知温度的方式。如果可以做到,那么人类也许就可以培育出能够抵御气候变化的农作物了。
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