植物在较短日照下生存的秘密

即将到来的夏令时“倒退”可能对许多人来说是一种拖累——但密歇根州立大学科学家的最新研究表明，植物已经找到了应对方法。

在《植物生理学》杂志上发表的一篇论文中，密歇根州立大学自然科学学院教员TomSharkey和YairShachar-Hill及其团队证明，植物具有多个微调系统来应对不同的日照长度，这反过来又可以帮助开发可以在更广泛的气候条件下生长的新作物品种。

“我对这个问题很着迷，‘光合作用限制植物生长还是植物生长限制光合作用?’”夏基说。

Sharkey是生物化学和分子生物学系(BMB)的大学杰出教授，也是密歇根州立大学能源植物研究实验室(MSU-DOEPRL)系的教员。

“从这个基本问题出发，”夏基继续说道，“我们想知道，如果我们进一步减少习惯于较短白天的光植物的数量，生长将会受到怎样的影响。”

通过协作找到适应性机制

为了了解植物如何适应不同的日照长度，由Sharkey和植物生物学系教授Shachar-Hill领导的密歇根州立大学研究小组利用质谱和代谢组学研究了一种名为Camelinasativa的植物，这是一种模型油籽作物。密歇根州立大学校园的核心。

他们的结论是：植物已经适应了根据接收到的日光量来改变它们使用能量的方式。

研究小组发现，当白天较短时，植物进行光合作用的时间就会减少，因此它们需要更有效地利用所接收到的阳光。植物通过提高光合作用速率并降低呼吸速率来做到这一点。他们还在进行光合作用的拍摄中投入更多的能量。

作为一种额外的机制，植物在白天以淀粉的形式储存更多的糖，以便在较长的夜晚有能量使用。它们还减慢液泡和其他细胞区室之间代谢物的交换，这有助于它们在夜间维持碳平衡。

“密歇根州立大学是开展这项研究的理想场所，因为它拥有众多可以合作的专家，”夏基说，他也是植物恢复研究所的教员。

除了Sharkey和Shachar-Hill之外，这项研究还得到了密歇根州立大学-能源部PRL以及Sharkey和Shachar-Hill实验室的研究员YuanXu和XinyuFu的合作支持;SeanWeise，BMB讲师;阿布巴卡尔·科罗马(AbubakarrKoroma)，植物生物学系研究员。

食品系统挑战的解决方案

这项研究的结果继续学院努力寻找解决方案来应对全球粮食系统面临的挑战。在加深我们对植物生物学的理解时，这些结果可能有助于培育出产量更高、更能适应天气变化或生长区域变化的新作物品种。

“我们的发现可能为改善植物生长指明了方向，”夏基说。“如果我们能够找出短日照植物用来几乎跟上长日照植物的技巧，我们也许能够使长日照植物变得更好。”