专家揭示了为什么植物不会被晒伤

   日期:2020-01-10     浏览:104    评论:0    
核心提示:专家揭示了为什么植物不会被晒伤格拉斯哥大学格拉斯哥大学的专家们已经发现,植物是如何知道什么时候该自己制造防晒霜来保护自己

专家揭示了为什么植物不会被晒伤
格拉斯哥大学

格拉斯哥大学的专家们已经发现,植物是如何知道什么时候该自己制造防晒霜来保护自己免受有害的阳光辐射的。几十年来,科学家们一直推测,植物一定有一种“光感受器”来接收阳光中的UV-B波长,这与他们用来探测其他波长的光感受器类似,而其他波长的光感受器控制着其他过程,比如当植物开花时的触发。


UV-B是日光光谱中最强大的部分,对人类和植物都有潜在的危害。

今天发表在《科学》杂志上的一篇论文解释了一种名为UVR8的蛋白质如何识别UV-B光,然后改变植物的基因表达,从而产生自身的防晒霜。

植物需要阳光来获取光能,因此不断暴露在UV-B中。然而,植物很少显示出受到伤害的迹象,因为它们已经进化出一种保护自己免受太阳有害射线伤害的方法,即自己制造防晒霜,并将其储存在叶子的外层组织中。

格拉斯哥大学(University of Glasgow)植物细胞和分子生物学教授、这篇论文的作者之一加雷斯•詹金斯(Gareth Jenkins)称,这篇论文的发现是“开创性的”。

对这种UV-B感光器的研究一直是植物光生物学家的圣杯。几十年来,我们已经知道植物能够感知UV-B的存在,这刺激了防晒霜化学物质的产生,这些化学物质可以在阳光下保护植物,但我们不知道植物是如何能够识别UV-B的存在的。现在我们做的。我们已经成功地识别出了这样做的光感受器,”詹金斯教授说。

这项研究为了解植物对紫外线b的反应开辟了新的方向。

2005年,杰金斯教授和他在格拉斯哥的团队证明,UVR8协调了基因表达的变化,这种变化支撑着植物防晒霜的产生。从那时起,他们就与来自弗莱堡和日内瓦大学的同事一起研究UVR8的工作原理。

UVR8一直存在于植物中,所以它可以对阳光做出即时反应。通常在植物中,两个UVR8分子结合形成二聚体。

这篇最新的论文表明,UV-B光可以将二聚体转化成UVR8的单分子。这种分子的转化直接影响蛋白质,最终影响基因的表达,从而产生植物的防晒剂。

詹金斯教授继续说:“植物产生防晒霜的一个关键过程是UVR8与另一种叫做COP1的蛋白质的相互作用。这种相互作用导致UVR8启动必要的基因变化,以确保植物免受阳光照射。

“当植物探测到UV-B光时,这种光会刺激防晒化合物的合成,这些化合物沉积在植物的外层组织中,吸收UV-B,最大限度地降低对下方细胞的有害透射率。”

“这正是我们的防晒霜的作用。此外,暴露于UV-B会刺激修复DNA损伤的酶的产生。最后,基因被激活,防止细胞氧化损伤,帮助维持叶片的光合作用机制。”

格拉斯哥的科学家与拟南芥合作,因为它在分子生物学和遗传学方面非常优秀。

拟南芥缺乏UVR8,在实验室里测试其功能,没有显示出保护作用,因此对UV-B非常敏感,当暴露在通常是明亮阳光的UV-B水平时,它们就会死亡。

 
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