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Plant Cell:植物营养生长的光周期调控机制

已有 3243 次阅读 2021-8-20 09:03 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

A metabolic daylength measurement system mediates winter photoperiodism in plants

第一作者Wei Liu

第一单位耶鲁大学

第一通讯Joshua M. Gendron


 Abstract 



背景回顾Plants have served as a preeminent study system for photoperiodism due to their propensity to flower in concordance with the seasons. 


提出问题:A nearly singular focus on understanding photoperiodic flowering has prevented the discovery of other photoperiod measuring systems necessary for vegetative health.


主要研究:Here, we use bioinformatics to identify photoperiod-induced genes in Arabidopsis


结果1-关键基因PP2-A13:We show that one, PP2-A13, is expressed exclusively in, and required for, plant fitness in short, winter-like photoperiods


结果2-PP2-A13独立于光周期开花机制:We create a real-time photoperiod reporter, using the PP2-A13 promoter driving luciferase, and show that photoperiodic regulation is independent of the canonical CO/FT mechanism for photoperiodic flowering


结果3-控制PP2-A13表达的分子机制:We then reveal that photosynthesis combines with circadian-clock-controlled starch production to regulate cellular sucrose levels to control photoperiodic expression of PP2-A13


结论:This work demonstrates the existence of a photoperiod measuring system housed in the metabolic network of plants that functions to control seasonal cellular health.


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 摘 要 


植物因其能够季节性的开花,已成为研究光周期的主要系统。而由于大家的注意力都集中在植物光周期开花方面,对于营养生长所需的其它光周期感知系统并不清楚。本文中,作者利用生物信息学方法,鉴定了拟南芥中光周期诱导表达的基因。作者发现其中一个基因PP2-A13仅在像冬天一样的短的光周期下表达,并且对于植物在该条件下的适应性是必需的。作者利用PP2-A13基因的启动子驱动荧光素酶,建立了一个实时光周期报告系统,发现光周期调控独立于经典的光周期开花CO/FT机制。接着,作者发现光合作用与生物钟控制的淀粉合成一起,控制细胞的蔗糖水平,从而调控PP2-A13基因的光周期表达。本文的研究结果揭示了植物的代谢网络中存在一个光周期感知系统,作用于季节性的细胞正常生长。


 通讯作者 

** Hyung-Taeg Cho **


个人简介:

1982-1986年,国立首尔大学,学士;

1986-1998年,国立首尔大学,硕士;

1990-1994年,国立首尔大学,博士。


研究方向

1. 植物细胞分化的机制;

2. 植物激素生长素的分子作用机制;

3. 根毛的分化与演化。


doi:  https://doi.org/10.1093/plcell/koab207


Journal: Plant Cell

Published date: August 17, 2021




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