eLife| 从黑暗到光明：新研究揭示植物是如何控制能源的生成
图片来源： Pixabay
西悉尼大学和澳大利亚国立大学的研究人员发现了新的化学信号途径，这些途径决定了植物从黑暗的土壤中走向光明时的变化。
当植物在黑暗中生长时，它们是白色或淡黄色，因为它们缺乏使叶子变绿的叶绿体。黄色是由于细胞中称为黄化质体的结构造成的，当幼苗感受到光线时，黄化质体会转变成绿色的叶绿体。
植物分子生物学高级讲师Chris Cazzonelli博士和他在霍克斯伯里环境研究所的研究小组发现了一种新的分子机制，植物用它来控制从黄色的黄化质体向绿色叶绿体的转化。这是通过一种类胡萝卜素衍生物的代谢信号发生的，该信号在基因上触发基因的表达和蛋白质的产生，从而控制捕获光能的绿色素的形成。
图 较短的光周期会改变ccr2中的质体发育和色素沉着。
"几十年来，植物科学家一直试图揭示植物中控制颜色、果实营养、产量和其他植物性能功能的化学信号途径。我们的团队专注于研究黄色、橙色和粉红色类胡萝卜素衍生物的化学物质的功能，这些衍生物使植物果富含可食用的微量元素。"Cazzonelli博士说。
"这一发现揭示了一种重要的类胡萝卜素衍生化合物，用于控制质体和植物发育。就像复杂拼图中缺失的那一块一样，我们的发现揭示了在黑暗生长的植物接触到光时，黄色的质体需要一个特定的支架结构来帮助它们转变成产生能量的绿色叶绿体。这些脚手架结合类胡萝卜素，并确保当幼苗叶子露出土壤时变得富含叶绿素，可以捕获光。"共同作者Xin Hou博士说。
通过使用特殊的突变品种的植物，使一个重要的的类胡萝卜素衍物生信号，以及化学抑制剂，阻止其生产，WSU和ANU研究人员能够证明植物如何使用这个信号来控制暴露于光下时，健康叶绿体变成绿色。
这一发现证实，类胡萝卜素不仅仅是产生能量的质体的结构成分，它们还是化学信号，控制植物如何在黑暗中发芽，并在露出土壤时产生捕获光的绿色叶绿体。
Barry Pogson教授强调，"叶绿体是植物收集光能的发动机，我们证明了类胡萝卜素为控制叶绿体结构发育提供了重要信号。
了解类胡萝卜素信号通路为开发新的植物功能化合物提供了新的机会，这些化合物可以增强植物的色彩、营养、风味和发育。
题为"A cis-carotene derived apocarotenoid regulates etioplast and chloroplast development"的研究发表在《eLife》杂志上。
文献来源：
https://elifesciences.org/articles/45310
新闻报道来源：
https://phys.org/news/2020-03-darkness-unravel-energy.html
作者：
译文校稿：LuLu
图片下载：右键此处另存为可保存此图片
版权作品，未经PaperRSS书面授权，严禁转载，违者将被追究法律责任。
温馨提示：
为方便PaperRSS粉丝们（目前人数 3.5W+）科研、就业等话题交流。PaperRSS微信公众平台特建立了全国博士专业交流群。群成员主要为美国、欧洲、日本、清华北大、中科院名校、地方大学硕博在读生以及企业经理，HR；涉及各学科领域方向。欢迎各位加小编微信号（IGDB2010）申请加入。PaperRSS为你打造一个高质量的科研、就业交流圈，PaperRSS与你一起扬帆起航。温馨提示：进群请备注一下（姓名-单位-研究方向；此外，若高校或科研单位、企业（含博士后）想在此平台发布博士、博士后招聘、推送实验室最新科研成果等信息，可以后台联系小编，微信号同上。
更多推荐 Science Advances:华中农大揭示油料作物Jojoba种子中蜡酯合成机制 背靠背，2篇Nature Plants|光合作用PSI在冷冻电镜下的多样性 Trends in Ecology & Evolution|作物驯化导致其共生土壤有益微生物的丢失 《科学》杂志主编喊话特朗普：总统先生，请尊重科学及其法则
