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植物の成長における砂糖の隠された役割

探検する t彼は植物の財産が光と熱を中心に展開しています。極端な温度は多くの種をすぐに殺すことができますが、小さな変化でさえ大きな影響を与え、急速な成長に拍車をかけたり、植物を眠らせたりします。しかし、植物が光と熱のさまざまな組み合わせを検出し、反応する方法は正確に謎のままです。これらの複雑な関係をからかうことは、惑星が温まるにつれて懸念が高まっています。 現在、ある研究者グループは、砂糖が植物の隠れたサーモスタットであることを発見しました。発見は、植物が2つの特定の光感受性タンパク質にのみ依存していることを示唆する以前の証拠に挑戦し、気温が上昇している時期を決定します。実際、植物は昼夜を問わず複数のインプットに依存して、日光と気候の変化を感じることです。カリフォルニア大学リバーサイド校の細胞生物学者であるMeng Chenは、20年にわたって植物が光と温度に反応する方法を研究してきました。チェンは、主に2つの光感受性タンパク質、つまり成長を加速するPHYBと、一般に成長のブレーキとして機能するELF-3に焦点を合わせています。しかし、これらのタンパク質は夜間のみ高温を検出すると考えられていましたが、植物は昼間はほとんど極端な熱を経験します。昼間の状況で何が起こるかをよりよく理解するために、 チェンは、ラボの実験で一般的に使用されるマスタード家の小さな植物であるシロイヌナズナで実験することにしました。彼と彼のチームは、通常のシロイヌナズナの植物を華氏54〜81度、および異なる強度の赤信号にさらし、茎がどのように伸びるかを追跡しました。暑いとき、植物はより長い茎を育て、葉を涼しく保つのに役立ちます。彼らの期待に反して、研究者たちは、PHYBが夜間および昼間に植物が経験するものと同様に、夜間および適度に明るい光の条件の両方で成長を制御できることを発見しました。しかし、PHYBは、光の状態が激しくなったときに機能しなくなりました。 広告 Nautilusのメンバーは、広告なしの体験を楽しんでいます。今すぐログインまたは参加してください。 「温度に反応できるようにするには、砂糖が必要です。」チェンと彼の同僚はまた、機能不全のPHYBを持つミュータント植物を使用し、光合成の原因となるオルガネラである葉緑体を欠いていました。これらの植物は明るい光の状態でのみ成長しました。彼らは暗闇の中でより高い温度を感じることができませんでした。科学者たちは、砂糖が違いを生むのではないかと考えました。日中、植物は葉緑体の中に澱粉にエネルギーを保存します。夜になると、植物は一般にこの澱粉を砂糖に分解して代謝を促進します。砂糖が植物の成長にどのように影響するかをテストするために、研究者はミュータント植物の成長媒体に液体グルコースを加えました。 この微調整により、植物は暗闇の中でより高い温度と光を感じることができました。 「どういうわけか、温度に反応できるようにするには、砂糖が必要です」とチェンは言います。 「それは大きな驚きでした」と温度センシングに砂糖が関与することを見つけることができました。調査結果は、科学者が温度に耐えられる植物を育てる方法を困惑させるのに役立つ可能性があります。Chen氏によると、新しい画像が出現しています。さまざまな時期や異なる温度で、複数のオーバーラップシステムをプレイしていることを示しています。 PHYBは一般に高光強度で動作を停止しますが、ELF3の成長ブレーキは高温で放出され、昼夜を問わず葉緑体からのスクロースの放出も引き起こします。 3つのシステムはコンサートで機能します。この研究はに掲載されました 自然コミュニケーション。 広告 Nautilusのメンバーは、広告なしの体験を楽しんでいます。今すぐログインまたは参加してください。 植物が温度にどのように反応するかを理解することは、気温が上昇するにつれて世界を養う能力にとって重要です。 「私たちは、惑星全体が燃えているオーブンに変わることについて話していません」とチェンは言います。 「温度が中程度の上昇のために、気候ゾーンのより大きな変化について話している。7度または8度の変化でさえ、実際に植物の形態と開花時間の非常に劇的な変化を誘発する可能性がある」ドイツのベルリン近くの野菜および装飾作物のライプニッツ研究所の植物適応研究者であるフィリップ・ウィギジは、この研究は昼間の温度が植物の成長経路にどのように影響するかを調査するエレガントな仕事をしたと言います。「植物は暖かい温度に非常に反応しますが、温度が感知され、成長と発達に統合される根本的なメカニズムは完全には理解されていません」と彼は言います。 「数年前から光と温度が相互作用することが知られていますが、日中にこれがどのように起こるかは明らかではありませんでした。」この研究に関与していなかったウィッグジュは、これらの経路が小麦や米などの作物でも観察されているかどうかを見るのは興味深いと言います。チェンは、植物センシングを理解する作業を継続する予定です。彼は、次のステップでは、砂糖の放出と制御温度応答を引き起こす葉緑体のセンサーを識別することを含むと言います。最終的に、彼は内部温度センシングシステム自体を設計したいと考えています。彼は、植物が光と暑さの間のダンスをどのように管理するかをより親密な理解が、彼らが未来の気候で繁栄できるようにすることを望んでいます。 広告 Nautilusのメンバーは、広告なしの体験を楽しんでいます。今すぐログインまたは参加してください。 リード画像：Shablovskyistock / Shutterstock キャサリンガモン 投稿しました 2025年8月22日 キャサリンガンモンは、カリフォルニア州サンタモニカに拠点を置くフリーランスの科学作家で、環境、科学、子育てについて書いています。 X（以前はTwitterとして知られていた）@kategammonで彼女を見つけることができます。 #植物の成長における砂糖の隠された役割