英國科學家發現植物“溫度計”基因

　　英國科學家發現了植物“溫度計”基因。（圖片提供：John Innes中心）

　　植物在各個季節都會暴露在巨大的溫度變化之中，并且夜晚和白天的氣溫也有很大的差異。為了應對這些變化，植物需要感知周圍的溫度，并隨之而調整其生長。

　　如今，科學家發現植物可能具有一個內置溫度計，它們利用其控制自身生長，這意味著人們或許有望培育出可以抵御氣候變化的農作物。在此基礎上，英國生物學家已經確認出一個可能對培育能夠應對天氣變化效應的植物非常關鍵的“溫度計”基因。這項研究成果發表在最近出版的《細胞》期刊上。

　　植物可以感受到1攝氏度的溫度差異。氣候變化已經造成了顯著的影響——一些植物的花期提前，進而改變了全球物種的分布。雖然科學家在數百年前就已經知道溫度對植物的影響，但迄今為止，溫度是怎樣被植物感知的仍是一個未解之謎。

　　為了找到問題的答案，英國諾威奇市John Innes中心的Vinod Kumar博士和Phil Wigge博士分析了樣本植物擬南芥的所有基因，以便了解哪種基因由較熱的溫度開啟。

　　他們將其中一種基因連接到會發冷光的基因上，從而創造了在溫度增加時發冷光的植物。利用這種方法，研究人員可以屏蔽掉不能再感知適當溫度的突變體。

　　其中一個突變體尤其有趣，因為它喪失了正確感知溫度的能力。研究人員發現，這株植物表現得好像其周圍一直很熱——當這株植物周圍區域或熱或冷時，它都會發冷光。

　　Kumar發現了這株變體植物，他說：“這種植物讓我感到很驚奇，它們像處于高溫的植物一樣生長，即使我們把溫度降低也是如此。”

　　這種植物具有一個影響一種特殊類別組蛋白工作的單一缺陷。這些蛋白質和DNA（脫氧核糖核酸）物質綁定，并且在其周圍將其包裹，因此可以控制哪些基因被開啟。

　　引人注意的是，當這種特殊組蛋白不再并入DNA時，植物顯示出其所有基因都好像處于高溫中，即使是冷的時候。這使科學家相信，這種特殊組蛋白便是重要的溫度反應調節器。

　　組蛋白變體通過在更低溫度時更緊地綁定植物的DNA，從而可以像溫度計一樣工作，阻止基因被開啟。當溫度增加時，組蛋白失去握力，開始放開DNA，允許基因被開啟。

　　研究人員發現感溫基因變體控制著一個基因，這個基因通過加速開花以幫助一些植物適應氣候變化。

　　植物必須持續適應周圍的環境，因為它們不能四處移動。因此沒有調整花期的物種將在當地以高比例滅絕。

　　了解了植物如何利用溫度感知，使得科學家可以檢查不同的物種如何對進一步升高的全球氣溫作出反應。Wigge說：“我們或許可以利用這些基因改變農作物感知溫度的方式。如果可以做到，那么我們也許就可以培育出能夠抵御氣候變化的農作物了。”