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植物光传感器来自古代藻类

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发表于 2015-7-31 16:40:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
感光分子告诉植物发芽,当花,哪个方向成长数百万年前继承了从古代藻类,杜克大学的一项新研究发现。

有力的反驳证据的发现是一些流行的观点,早期的祖先 植物 有红色的 光 传感器,帮助他们从水中转移到土地席卷感光细菌,研究人员说。

结果出现在网上 自然通讯 。

“就像我们通过我们的眼睛看世界,植物“看”世界通过光敏蛋白质叶子称为感光细胞,”杜克大学的博士后研究员Fay-Wei说。

感光细胞监测变化的方向、强度、持续时间和波长的光线照在植物,和发送信号,告诉工厂什么时候发芽,开花的时候,以及如何弯曲或伸展,以避免被着色的邻居。

“光就是给植物生存所需的能量,”李说。 “但是光线不断变化与一天中不同的时间和季节,周围的植被。 感光细胞帮助植物确定如果是夏天还是冬天,如果他们在林冠下或公开。”

一群光感受器蛋白称为光敏色素使植物能够吸收光线的光谱的红色和远红外的区域,主波长的光,植物利用光合作用。

仅仅在20年前,研究人员发现植物不是唯一的生物与植物色素。 由于dna测序,科学家们开始发现类似的基因(基因重组服务可参考华美生物:cusabio.cn)在蓝藻,小绿细菌生活在海洋、河流和小溪。

基于光敏色素基因在植物和蓝细菌之间惊人的相似,科学家提出,植物获得光敏色素数百万年前席卷蓝藻,独立生活。

而不是消化他们,他们的理论是,植物的祖先蓝藻生长提供一个安全的家,和蓝细菌提供吸光机械帮助捕获来自太阳的能量,直到两个连在一起的增长依赖于彼此,最终成为永久的合作伙伴。

这个想法是一个被广泛接受的解释对叶绿体的起源,植物细胞的细胞器将阳光转换成食物。

但近年来研究人员还发现在细菌光敏色素基因,真菌和一些 藻类 又,这引起了他们的思考:“植物光敏色素是从哪里来的? ”李说。

为了找到答案,李和凯萨琳窥探者的杜克大学和哈佛大学的萨拉·马修斯在现有的数据库和分析300个DNA和RNA序列的光敏色素蛋白广泛的藻类和陆地植物,包括蕨类、苔藓、苔类,角苔纲、绿藻、红藻、海带、硅藻和其他绿色斑点常见海洋浮游生物。

通过计算序列之间的相似之处,研究人员能够重构基因变化,这些红色光传感器接受他们通过从一个血统。

植物光敏色素是更多的藻类比密切相关 蓝藻 早些时候与怀疑、一致的思想对他们的细菌来源可能不是正确的。

研究人员还发现一个令人惊讶的多样的植物色素在绿藻,这可能帮助科学家更好地理解植物如何从生活在水里生活在陆地上。

植物通常认为殖民土地超过4亿年前,当开拓绿色algae-perhaps生活在淡水pools-managed生存的边缘时,水位下降在岸上。

光敏色素的未知的多样性 绿藻 表明,水生植物和两栖的祖先早期可以吸收和使用波长的光,现代陆地植物不能“看到”。

“第一个祖先藻类移动到土地将会面临一个非常不同的光环境比他们经验的产物——更多的光,在不同波长,”李说。 “感光细胞发挥了关键作用,帮助植物适应这些变化的光照条件。”

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