해바라기가 태양을 대면하게 만드는 요인은 무엇입니까?

해바라기가 태양을 대면하게 만드는 요인은 무엇입니까?

식물 생물 학자들은 해바라기가 성장 호르몬에 작용하는 하루 내내 태양을 따라가는 내부 순환계 시계를 사용하는 방법을 발견했습니다.

"이것은 자연 환경에서 성장을 조절하는 식물의 시계의 첫 번째 사례이며 식물에 진정한 영향을 미친다"고 데이비스 캘리포니아 대학의 식물 생물학 교수 인 Stacey Harmer는 말했다. 과학.

하머 (Harmer)는 분자 생물학 자로서 일반적으로 실험실 공장에서 일주기 시계를 연구합니다. Arabidopsis, 그것은 해바라기보다 분명히 작다. 이전에 Harmer의 연구실에서는 "시계"유전자와 성장을 조절하는 식물 호르몬 인 옥신 (auxin) 사이의 연관성을 발견했습니다. 그러나 연구자들은 일할 모범이 필요했고 해바라기에서 발견했습니다.

잘못된 길을 직면하다.

성장하는 해바라기는 머리를 동쪽으로 향하게하고 하루를 통해 서쪽으로 스윙하고 밤에는 동쪽으로 돌아서 하루를 시작합니다.

"공장은 새벽의 타이밍과 방향을 예상하고 시계와 성장 경로 사이를 연결하는 이유처럼 보입니다."라고 Harmer는 말합니다. 과학자들은 1898만큼이나 해바라기의 이러한 행동을 묘사 했었지만, 이전에는 아무도 그것을 이전에 일주기 리듬과 관련시킬 생각이 없었습니다.

Harmer 연구소의 박사후 연구원 인 Hagop Atamian은 University of Virginia (현재 UC Berkeley 소재)의 Benjamin Blackman 연구실과 공동으로 야외에서 화분 실외 및 실내 성장 실에서 해바라기 실험을 수행했습니다 .


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식물을 움직여서 움직일 수 없게하거나 매일 식물을 화분에 심어서 잘못된 방향으로 향하게함으로써 Atamian은 태양 추적 능력을 붕괴시킬 수 있음을 보여주었습니다. 태양을 따르면 식물에 성장 촉진 효과를 제공합니다. 연구원들은 해바라기가 걸려 움직이지 않아 바이오 매스가 줄어들고 잎 면적이 줄어들 었다고 연구진은 밝혔다.

식물이 움직이지 않는 천장 조명으로 실내의 성장 실로 옮겨 질 때, 그들은 며칠 동안 계속 앞뒤로 움직였다. 하머는 내부 클럭에 의해 구동되는 메커니즘에서 기대할 수있는 종류의 동작이라고 말합니다.

마지막으로, 실내 식물은 조명의 명백한 원천이 하루 동안 인접한 조명을 켜고 끄는 방식으로 성장 실을 가로 질러 이동했을 때 다시 "태양"을 추적하기 시작했습니다. 식물은 인공 날이 24 시간주기에 가까울 때 야간에 움직임을 안정적으로 추적 할 수 있었지만 30 시간에 가까울 때는 그렇지 않았습니다.

동쪽과 서쪽

그렇다면 식물은 하루 동안 줄기를 어떻게 움직일 수 있습니까? Atamian은 잉크 도트를 줄기에 넣고 비디오 카메라로 촬영했습니다. 시간 경과 비디오에서 그는 점 사이의 변화하는 거리를 측정 할 수있었습니다.

식물이 태양을 추적 할 때, 줄기의 동쪽면은 서쪽면보다 더 빨리 자랐다. 밤에는 줄기가 다른쪽으로 돌면서 서쪽이 더 빨리 자랐습니다. 연구팀은 하루 동안 식물의 햇빛 쪽에서 더 높은 수준에서, 또는 밤에 다른 쪽에서 표현 된 많은 유전자를 확인했다.

하머 (Harmer)는 해바라기 줄기에서 두 가지 성장 기작이 작용한다고합니다. 첫 번째는 사용 가능한 빛을 기반으로 식물의 기본적인 성장 속도를 설정합니다. 둘째로, circadian 시계에 의해 통제되고 빛의 방향에 의해 영향을 받아서, 줄기는 다른면보다 한쪽에서 더 자라므로 하루 동안 동쪽에서 서쪽으로 흔들린다.

해바라기가 성숙하고 꽃이 열리면 전반적인 성장이 둔 해지고 식물은 낮에는 움직이지 않고 동쪽을 향하여 정착합니다. 이것은 전반적인 성장이 둔화됨에 따라, 대략적으로 시계가 오후 또는 저녁보다 이른 아침에 빛에 반응하도록 보장하기 때문에 낮에 서쪽으로 이동하는 것을 서서히 중단하기 때문입니다.

'따뜻한 꽃과 같은 꿀벌들'

어째해서 성숙한 해바라기가 왜 동쪽을 향하게됩니까? 연구자들은 들판에서 해바라기를 키우고 서쪽으로 일부를 돌렸다. 적외선 카메라로 꽃을 측정함으로써 동쪽을 향한 해바라기가 아침에 더 빨리 가열되고 수분을 5 배나 끌어 오는 것으로 나타났습니다. 휴대용 히터로 서쪽을 향한 꽃을 데우는 것은 더 많은 수분자를 다시 꽃으로 데려왔다.

"따뜻한 꽃과 같은 꿀벌"하머는 말한다.

"사람들과 마찬가지로, 식물은 주야간의 매일의 리듬에 의존하여 기능합니다."라고 Anne Sylvester의 프로그램 책임자 인 Anne Sylvester는 말합니다. "해바라기는 태양열 패널 배열과 마찬가지로 동쪽에서 서쪽까지 태양을 따릅니다. 이 연구원은 해바라기 게놈의 정보를 활용하여 해바라기가 태양을 추적하는 방법과 이유를 이해합니다. "

논문의 공동 저자로는 UC Davis의 Nicky Creux와 Virginia 대학의 Evan Brown과 Austin Garner가 있습니다. National Science Foundation의 식물 게놈 연구 프로그램 (Plant Genome Research Program)이이 연구를 지원했습니다.

출처: UC 데이비스

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