Mikä tekee auringonkukkaista aurinkoa?

Mikä tekee auringonkukkaista aurinkoa?

Kasvien biologit ovat huomanneet, kuinka auringonkukat käyttävät sisäistä vuorokauden kelloa, joka vaikuttaa kasvuhormoneihin, seuraamaan aurinkoa päivän aikana, kun ne kasvavat.

"Se on ensimmäinen esimerkki kasvin kellosta, joka moduloi kasvua luonnollisessa ympäristössä ja jolla on todellisia vaikutuksia laitokseen", sanoo Stacey Harmer, Kalifornian yliopiston kasvibiologian professori Davis ja lehdistön vanhempi kirjailija tiede.

Harmer on molekyylibiologi, joka tutkii vuorokausikelloja, yleensä laboratoriossa Arabidopsis, joka on selvästi pienempi kuin auringonkukka. Aiemmin Harmerin laboratorio oli löytänyt linkkejä "kellon" geenien ja kasvua säätelevän kasvihormonin auksiinin välille. Mutta tutkijat tarvitsivat esimerkin työskennelläkseen, ja he löysivät sen auringonkukkaan.

Väärään suuntaan

Kasvava auringonkukka alkaa päivällä päin itään päin, he muuttavat länteen päivän läpi ja kääntyvät takaisin itään yöllä.

”Laitos ennakoi aamun ajoituksen ja suunnan, ja minulle, joka näyttää olevan syy pitää yhteyttä kellon ja kasvuradan välillä”, Harmer sanoo. Tutkijat olivat jo 1898: n mukaan kuvailleet tätä auringonkukkien käyttäytymistä, mutta kukaan ei ollut aikaisemmin ajatellut yhdistävän sitä vuorokauden rytmeihin.

Hagerin laboratoriossa työskentelevä tutkija Hagop Atamian, yhteistyössä Benjamin Blackmanin laboratorion kanssa Virginian yliopistossa (nyt UC Berkeleyssä), suoritti useita kokeita auringonkukan kanssa kentällä, ruukkuissa ulkona ja sisätiloissa. .

Atamian osoitti, että hän voi häiritä heidän kykyään seurata aurinkoa, kun he eivät pysty liikkumaan tai kääntämään ruukkukasveja päivittäin niin, että he joutuivat väärään suuntaan. Auringon jälkeen kasvut kasvavat. Auringonkukkia, joihin he eivät ole voineet siirtyä, ovat vähentäneet biomassaa ja vähemmän lehtialueita kuin tutkijat.

Kun kasvit siirrettiin sisäkasvatuskammioon, jossa oli liikkumaton yläpuolinen valo, ne jatkoivat edestakaisin muutaman päivän ajan. Tämä on sellainen käyttäytyminen, jota odotatte mekanismilta, jota ohjaa sisäinen kello, Harmer sanoo.

Lopuksi sisätilojen kasvit alkoivat seurata "aurinkoa" uudelleen, kun näennäinen valonlähde siirrettiin kasvukammion läpi kääntämällä vierekkäiset valot päälle ja pois päivän aikana. Kasvit voisivat luotettavasti seurata liikkumista ja paluuta yöllä, kun keinotekoinen päivä oli lähellä 24-tunnin jaksoa, mutta ei silloin, kun se oli lähempänä 30-tuntia.

Itä ja länsi

Joten miten kasvit siirtävät varretan päivän aikana? Atamian laittaa mustepisteitä varret ja kuvattiin videokameralla. Aikavalvotusta videosta hän pystyi mittaamaan pisteiden välisen etäisyyden.

Kun kasvit seurasivat aurinkoa, varren itäpuoli kasvoi nopeammin kuin länsipuoli, hän löysi. Yöllä länsipuoli kasvoi nopeammin, kun varsi kääntyi toiseen suuntaan. Tiimi tunnisti useita geenejä, jotka ilmaistiin korkeammilla tasoilla kasvin aurinkosivulla päivän aikana tai toisella puolella yöllä.

Harmer sanoo, että auringonkukan varrella näyttää olevan kaksi kasvumekanismia. Ensimmäinen asettaa kasvin perusnopeuden käytettävissä olevan valon perusteella. Toinen, joka on vuorokauden kellon ohjaama ja valon suunnan vaikutuksesta, aiheuttaa varren kasvavan enemmän toisella puolella kuin toinen, ja siten heilautuvat itään länteen päivän aikana.

Kun auringonkukka kypsyy ja kukka avautuu, yleinen kasvu hidastuu, ja kasvit pysähtyvät päivän aikana ja asettuvat alas itään päin. Tämä näyttää siltä, ​​että koska yleinen kasvu hidastuu, vuorokausikello varmistaa, että kasvi reagoi voimakkaammin valoon aikaisin aamulla kuin iltapäivällä tai illalla, joten se lakkaa vähitellen liikkumasta länteen päin.

"Mehiläiset kuin lämpimät kukat"

Miksi kypsä auringonkukka kasvaa joka tapauksessa itään? Tutkijat kasvoivat auringonkukkia pelloissa kentällä ja kääntivät joitakin niistä länteen. Mittaamalla kukkia infrapunakameralla he havaitsivat, että itään päin nousevat auringonkukat kuumenivat nopeammin aamulla - ja myös houkuttelivat viisi kertaa enemmän pölyttäviä hyönteisiä. Länteen suuntautuvien kukkien lämmittäminen kannettavalla lämmittimellä toi lisää pölyttäjiä takaisin kukkiin.

”Mehiläiset ovat lämpimiä kukkia”, Harmer sanoo.

”Aivan kuten ihmiset, kasvit luottavat päivän ja yön päivittäisiin rytmeihin”, kertoo ohjelman johtaja Anne Sylvester. ”Auringonkukka, kuten aurinkopaneeliryhmät, seuraa aurinkoa itään länteen. Nämä tutkijat käyttävät auringonkukan genomin tietoja ymmärtääkseen, miten ja miksi auringonkukka seuraa auringonlaskua.

Paperin muita tekijöitä ovat Nicky Creux UC Davisissa ja Evan Brown ja Austin Garner Virginia yliopistossa. Kansallinen tiedesäätiön kasvigenomisen tutkimusohjelma tuki työtä.

Lähde: UC Davis

Liittyvät kirjat

{AmazonWS: searchindex = Books; avainsanoja = puutarhanhoitoon; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

seuraa InnerSelfia

facebook-kuvakeTwitter-kuvakeRSS-kuvake

Hanki uusimmat sähköpostitse

{Emailcloak = off}