就植物活動而言，向日葵幼苗每天跟隨太陽在天空中的移動而轉(zhuǎn)動其亮黃色的頭狀花序的方式可能非常引人注目?，F(xiàn)在，科學(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，向日葵是通過一種新的遺傳機(jī)制來完成這一動作的，這與之前對向日葵獨(dú)特的轉(zhuǎn)向功能的研究有所不同。

美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校植物生物學(xué)教授斯泰西·哈默發(fā)現(xiàn)，向日葵通過一種以前未知的機(jī)制對太陽做出反應(yīng)。

斯泰西·哈默說：“這完全出乎我們的意料?！?/p>

植物具有向光性，字面意思是“光轉(zhuǎn)向”。這一復(fù)雜的分子、生化和細(xì)胞過程有助于植物向著藍(lán)光譜光刺激生長，從而最大限度地進(jìn)行重要的光合作用。

然而，常見的向日葵卻表現(xiàn)出一種不同的過程，意為“太陽轉(zhuǎn)向”，長期以來一直被認(rèn)為是一種特殊的向光性。在雛菊、牽?；ǖ然ɑ苤卸寄芸吹竭@種現(xiàn)象。

然而，哈默發(fā)現(xiàn)，向日葵實(shí)際上有一套完全不同的基因在發(fā)揮其特殊的向日葵特性，其轉(zhuǎn)錄調(diào)控展示了一種完全不同的機(jī)制，使植物能夠移動。以前人們認(rèn)為，這種行為與趨光素驅(qū)動的趨光機(jī)制非常相似。

哈默說：“我們似乎已經(jīng)排除了趨光素途徑的可能性，但我們并沒有找到明確的證據(jù)。”

在這項研究中，哈默、研究生克里斯托弗·布魯克斯和博士后研究員哈加托普·阿塔米安研究了向日葵在實(shí)驗室室內(nèi)生長時，哪些基因會開啟，哪些基因會在室外太陽光下自然轉(zhuǎn)錄。

他們發(fā)現(xiàn)，在室內(nèi)，植物直接向著光生長，激活了與向光性蛋白相關(guān)的基因，即促進(jìn)向光性的藍(lán)光受體蛋白激酶。但在室外生長時，向日葵表現(xiàn)出完全不同的基因表達(dá)模式，莖干兩側(cè)的向光性蛋白沒有差異（在植物中，這種差異通常會促使莖干向光刺激方向移動）。

研究人員在論文中指出，自然光下的向日葵植物和單色藍(lán)光下的向光葵植物基因表達(dá)的差異使我們認(rèn)為，向日葵的向日運(yùn)動是由多個光感受器促成的。

向日葵植物利用不同的分子途徑進(jìn)行向光彎曲和向日葵運(yùn)動。研究小組還用遮光箱分別阻擋了藍(lán)光、紫外光、紅光和遠(yuǎn)紅光，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這并不妨礙自然向日葵的向光性，這表明向日葵的向光性過程是一個涉及多種波長光的復(fù)雜途徑。

有趣的是，當(dāng)向日葵從室內(nèi)移到室外時，它們在第一天就立即開始追蹤太陽。研究人員認(rèn)為，向日葵正在進(jìn)行一些“重新布線”，以迅速適應(yīng)新的光源和所需的不同分子途徑。

這也為研究提供了啟示，表明基于實(shí)驗室的研究可能只能提供全貌的一個縮影。哈默說：“在生長室等受控環(huán)境中確定的東西在現(xiàn)實(shí)世界中可能行不通?！?/p>

雖然研究小組還沒有確定向日葵的特殊向日葵力所涉及的基因，但他們將努力研究植物中的蛋白質(zhì)調(diào)控。

這項研究發(fā)表在《PLOS生物學(xué)》雜志上。（綜合整理報道）（策劃／羅媛）