@@@@由剑桥大学领导的一个科学家小组发现,植物中的“温度计”分子可以确保它们根据季节温度变化而生长。@@@@研究人员发现,植物在白天用来探测光线的光敏色素分子,实际上在黑暗中改变了它们的功能,变成了测量夜间热量的细胞温度计。@@@@@@@@发表在《科学》杂志上的新发现表明,光敏色素控制着基因对温度和光的反应,来决定植物的生长。@@@@@@@@科学家把光敏色素比作温度计中的水银。他们表示,这些分子会在夜间改变状态,而且它们的变化速度与温度成正比。@@@@温度越高,分子变化的速度就越快——这会刺激植物的生长。@@@@@@@@几百年前,农民和园丁就已经知道植物对温度的反应:温暖的冬天会导致许多树木和花朵提早发芽,这是人类长期以来用来预测下一年的天气和收获时间的方法。@@@@最新的研究首次确定了植物中对温度有反应的分子机制——通常引发我们渴望在冬天结束时看到的春芽。@@@@@@@@因为气候变化,天气和温度变得越来越不可预测。研究人员表示,这种感光分子也可以作为植物细胞内的温度计,这一发现有助于帮助我们培育更坚韧的作物。@@@@“据估计,到2050年,农业产量需要翻一番,但气候变化是实现这一目标的主要威胁。@@@@例如小麦和水稻等关键作物对高温很敏感。@@@@温度每升高一度,热应力就会使作物减产10%左右。”剑桥大学赛恩斯伯里实验室的首席研究员 Dr Philip Wigge 说,@@@@“发现允许植物感知温度的分子,有可能加快对适应热应激和气候变化的作物的培育。@@@@@@@@当光敏素分子处于活跃状态时,它们与DNA结合以限制植物生长。@@@@在白天,阳光激活了这种分子,减缓生长。@@@@如果植物发现自己处于阴凉处,光敏色素就会快速灭活——确保其快速生长,并再次找到阳光。@@@@这就是植物为了躲避彼此的阴影而相互竞争的方式。@@@@“光驱动的光敏色素活性变化发生地非常快,不到一秒即可完成。”Wigge说。@@@@@@@@然而,到了夜晚,情况就不同了。@@@@分子不再迅速地失活,而是逐渐地从活跃状态变为不活跃状态。@@@@这被称为“暗逆转”。@@@@Wigge说:“就像温度计里的水银上升一样,光敏色素在夜间回复不活跃状态的速率,就是温度的直接测量标准。”@@@@@@@@“温度越低,光敏色素恢复到不活跃状态的速度就越慢,因此分子会在活跃的、抑制生长的状态中维持的时间更长。@@@@这就是植物在冬天生长缓慢的原因。@@@@温暖的温度会加速黑暗逆转,因此光敏色素可以快速回到不活跃的状态,并从植物的DNA中分离出来——使得基因得以呈现,植物得以恢复生长。”@@@@Wigge认为光敏色素热感测是在较晚的阶段进化出来的,并增补了生物网络。这种生物网络已经用于夜间间歇期基于光的生长。@@@@@@@@一些植物主要利用日照长度作为季节的指标。@@@@而其他植物,例如水仙花,对温度相当敏感,并且可以在温暖的冬天提前几个月开花。@@@@事实上,光敏色素的双重作用的发现为一段著名的歌谣提供了科学依据,这段歌谣长时间被用于预测即将到来的季节:橡树先于白蜡,我们会被淋湿;白蜡先于橡树,我们会被浸泡。@@@@@@@@Wigge 解释道:“橡树更多地依赖于温度,可能是用光敏色素作为温度计来指示生长,而白蜡树则依赖于测量白天的长度,来决定它们的季节时间。@@@@一个温暖的春天,随之而来的很可能是一个炎热的夏天,会导致橡树先于白蜡树长出叶子。@@@@而寒冷的春天则刚好相反。@@@@英国人非常清楚,一个凉爽的夏天很可能是雨水连绵的。@@@@@@@@这项新发现是来自德国、阿根廷和美国的科学家以及剑桥大学团队12年研究的成果。@@@@这项工作是在一个模型系统中完成的,使用的是一种叫作拟南芥的芥菜植物,但是Wigge说,在农作物中也发现了温度感应所必须的光敏色素基因。@@@@“植物遗传学的最新进展意味着科学家们能够快速地辨别农作物中控制这些进程的基因,甚至通过精确的分子 ‘手术刀’ 来改变它们的活性。”Wigge补充道。@@@@“剑桥大学在做这类研究方面具有独特的优势,因为我们周围有杰出的伙伴,他们研究植物生物学的更多应用,并且能够帮助我们将这些新知识迁移到该领域。”@@@@