種子如何識別季節破土而出

發表時間：2018-5-10 9:03:09  瀏覽次數：2324

紐約大學和?？巳卮髮W的科學家們在一項種子研究中發現：種子的萌發除了自身要具有健全的發壓力以及解除休眠期以外，也需要具備記憶力和學習能力。種子的母株會對溫度形成長期記憶，并教會種子識別季節，選擇合適的時機破土而出。這項研究是關于母株如何利用它們對季節的記憶來教會種子在最適合的季節破土而出。

紐約大學生物系新型農產品中心（CNAP）的伊恩·格雷厄姆教授領導該研究項目，他與?？巳卮髮W的科學家合作，發現母株能夠感知溫度并對溫度形成長期記憶。

以擬南芥作為研究對象，科學家們發現其對溫度的記憶能夠幫助它們的后一代種子確定發芽時間以及改動發芽率，以確保擬南芥的生長發育和季節相協調。

如果母株遇到了溫暖的氣溫，就會產生更多的蛋白，這種蛋白叫開花基因（FT），還能夠抑制單寧的產生，使種子的種皮更薄更易透水。這意味著他們很快就要發芽了。

相反，如果母株在開花之前遇到了較冷的氣溫，它就會產生較少的開花基因和較多的單寧。種子的種皮就會變厚而且透水能力變差，發芽推遲。通過這樣的方式母株就可以操控一年里種子發芽的最佳時機。

現在的氣候變化嚴重影響了植物發芽的理想條件，更好地了解母株和它們的種子的溝通方式，將有助于科學家們優化農作物種子的質量。

GNAP的研究人員測量了種子內部控制種子萌發的激素，但是，它們發現來自母株的信號比其他因素更重要。

這項研究得到了生物技術和生物科學研究理事會（BBSRC）以及皇家學會的資助，該研究對于幫助科學家和種植者了解作物應對氣候和溫度的變化，從而提高作物產量具有重要意義。研究成果發表在《國家科學院學報》上（PNAS）。

格雷厄姆教授說：“這項研究說明，生長條件在整個植物生命周期內的重要性。對農作物來說，它凸顯出不良的環境條件會對種子質量產生負面影響?！?

諾維奇市約翰·英納斯中心的史蒂芬·潘菲爾德博士表示：“通過了解母株利用溫度信息來影響種子活力的事實，我們可以制定一項育種戰略，培育出能夠適應氣候變化的種子。

開花基因是是一種控制長日照植物開花的基因。這項研究還表明，這種蛋白對種子休眠和發芽的影響是相互獨立的。