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新研究揭示了光能控制植物

东安格利亚大学的科学家们已经找到了一种方法,可以控制彩色的光,从而控制不同的植物过程(例如何时生长)。

今天发表在《自然方法》(Nature Methods)杂志上的这项研究揭示了有色光如何通过打开和关闭不同的基因来控制植物的生物过程。

研究人员希望他们的发现可以促进植物如何生长,开花和适应环境,从而最终提高农作物的产量。

这项研究是由海因里希·海涅大学和杜塞尔多夫植物科学卓越集群(CEPLAS)与弗莱堡大学和UEA的同事共同领导的。

UEA生物科学学院的Ben Miller博士说:“我们的团队一直在研究光遗传学-利用光来精确控制植物的生物过程。

“以前不可能在植物中使用光遗传学,因为植物在生长时会自然对光做出反应。因此,任何由光控制的遗传开关都将一直活跃。

“但是我们已经开发出一种特殊的系统来克服这个问题,并使我们能够利用光来控制植物中不同的细胞过程。

“我们现在可以使用红光在精确的时刻引起基因表达,而周围的白光可以用作'关闭开关'来逆转这一过程。可以重复多次。

“我们可以使用该系统来操纵植物的生理反应,例如它们的免疫反应,以及它们的发育,生长,激素信号传导和胁迫反应。”

该项目衔接了生物学的两个热点话题:光遗传学和合成生物学。

称为PULSE(植物可用的光开关元件)的新工具适用于在正常昼夜周期下生长的植物。

米勒博士说:“将来,这项研究可能意味着我们可以利用光明的信号来调节植物的生长方式,对植物的反应和适应环境。

“例如,我们已经证明,使用我们的光控系统可以打开和关闭植物免疫反应。如果将该系统用于作物,我们可以潜在地改善植物对病原体的防御能力,并通过提高产量产生影响。

“ 与使用化学药品或药物相比,使用光控制生物过程的侵害性和可逆性要低得多,因此,这种新的植物新系统对于我们回答植物生物学的基本问题而言,确实是一个令人兴奋的新工具。”

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