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      植物有記憶嗎?植物對重復應激的生理反應不僅是生化層面

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2018-08-23 14:24:21 點擊數:803 使用提問 咨詢價格
              原文以 Dehydration Stress Memory: Gene Networks Linked to Physiological Responses During Repeated Stresses of Zea mays 為標題發表于2018年7月24日的Frontiers in plant science上。

              傳統觀點認為,植物對重復應激(如干旱)的生理反應僅僅表現為生化層面的調節,然而,事實也許并非如此。

      圖1 “轉錄應激記憶”與“生理應激記憶”協同變化概念框架
       
              植物的“應激記憶”是指早先的、亞致死程度的脅迫,如嚴重的干旱,會改變植物對后續相同脅迫的反應,即表現為“記憶效應”。

              之前有研究者對重復脫水的玉米幼苗進行轉錄組分析,發現玉米體內存在轉錄應激記憶存儲器。

              研究者感興趣的是,“轉錄記憶”是如何轉化為“生理記憶”的?

              研究者采用系統生物學的方法,在玉米幼苗重復脫水脅迫期間,進行全基因組分析,并測量了14項生理參數。他們試圖回答,是否存在轉錄應激反應以及這種應激反應是如何發生的?

              共表達網絡分析揭示出10個與特定生理過程密切相關的基因組塊。研究者還發現,有一個模塊雖然與幾個生理過程密切相關,但存在發散性的特點。這些結果表明,這些基因參與了跨網絡的協調響應。

      圖2 經“重復脫水干旱-復水”的玉米基因共表達模塊和和生理參數的相關性分析
       
              兩個對干旱響應至關重要的生理過程—氣孔導度和非光化學淬滅的變化,顯示出“對比記憶模式”,這反映出植物細胞做出了與保護相關的代謝成本/收益權衡。

      圖2 經“重復脫水干旱-復水”的玉米基因共表達模塊和和生理參數的相關性分析


      圖4 在連續干旱脫水-復水過程中,玉米葉片的葉綠素熒光參數和葉綠素濃度的變化
       
              該研究證明了:植物基因組水平的轉錄記憶反應,和重復應激暴露后細胞水平的綜合生理反應,是協同變化的。
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