花為什麼不開,中研院發現關鍵基因調控機制

作者 | 發布日期 2019 年 09 月 26 日 17:30 | 分類 生物科技 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


植物基因表現若出錯,可能導致生長遲緩、延遲開花等問題,中研院研究發現,植物吸光後,感測光線的「光敏素」扮演植物基因表現的關鍵調控機制,研究成果已發表於國際期刊。

光線是植物最需要的能量來源之一,不僅是光合作用的基本能源,也是植物生長發育重要的調節因子,影響植物從萌芽、發育、開花與結果等各個階段。

中央研究院植物暨微生物學研究所副研究員涂世隆發現,植物吸收光之後,感測光線的「光敏素」(phytochrome)會進入細胞核調控基因表現過程的剪接步驟,啟動基因產出各式蛋白質產物,並控制植物生長發育,扮演植物基因表現的關鍵調控機制。

涂世隆表示,植物體內存在各種光接受器,感測不同波長的光線以調節生長,這次研究的紅光接受器蛋白「光敏素」,過去已被證實會影響植物基因剪接,研究團隊透過小立碗蘚進行研究,觀察接受紅光照射後,光敏素在當中的表現。

(Source:中研院植物所

研究團隊發現,光敏素調控植物基因表現裡的替代性剪接,和前訊息 RNA 及負責執行剪接的複合體等蛋白質進行一連串的交互作用,讓一個基因能產出多種不同的蛋白質,確保植物能正常發育。

涂世隆研究團隊也發現,小立碗蘚若缺少光敏素以及會和光敏素進行交互作用的蛋白質,會導致替代性剪接缺失及發育形態變異,此也證實這些蛋白質藉由執行替代性剪接,確保光照下的小立碗蘚可以正常發育。

涂世隆表示,目前許多研究顯示,替代性剪接的缺失會導致多種植物生長問題,像是生長遲緩、延遲開花等,但目前科學家對於植物如何進行替代性剪接的了解仍相當缺乏,若能深入理解替代性剪接如何調控開花,便有機會藉此控制植物開花時間,調節或延長花卉作物的產季,目前研究團隊也正朝此方向努力。

中研院表示,研究成果已於 8 月刊登於國際期刊《植物細胞》(The Plant Cell)。

(作者:吳欣紜;首圖來源:pixabay