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圖片來源:維基百科 |
早期的植物學實驗發現了一個神秘的分子,被稱為「開花素」(florigen):當科學家把兩株植物的維管束連結在一起時,只要其中一株植物暴露在適當的光週期下,兩株植物會同時開花。他們認為這是因為暴露在適當光週期下的植物合成了「開花素」,透過維管束傳遞給另一株植物,所以兩株都開花了。
近年來的研究,讓許多科學家相信,開花素就是FT(FLOWERING LOCUS T)。長日照使得維管束(可能是篩管phloem)中FT的轉錄活化,產生的FT蛋白接著運輸到頂芽生長點,讓頂芽從葉芽轉為花芽。FT的序列與許多脂肪結合蛋白有相似性,但過去並不清楚它究竟有沒有與脂肪結合的能力。
最近發現,原來FT蛋白可以辨認膜上的磷脂醯甘油(phosphatidylglycerol)。FT在伴細胞(companion cell)內轉錄產生,低溫(如攝氏16度)時FT會與伴細胞膜上的磷脂醯甘油結合,這使得它停留在伴細胞裡,造成植物不開花。以無法合成磷脂醯甘油的突變株測試發現,因為沒有磷脂醯甘油將FT留在伴細胞中,造成FT很快被運送到頂芽生長點,於是植物在低溫下就會提早開花。在野生種阿拉伯芥裡,適溫會讓FT蛋白與磷脂醯甘油的結合變弱,讓FT蛋白移動到頂芽生長點,於是植物就進入開花狀態了。
到了頂芽生長點,FT會辨認另一個膜上的脂肪:磷脂醯膽鹼(phosphatidylcholine),來誘導植物進入開花狀態。FT對不飽和度較高的磷脂醯膽鹼的親和力較高。
這些發現還需要更詳細的研究來確認。雖然目前從FT的結晶結構可以看到可能的脂肪結合位置,但如果真的能將FT與磷脂醯甘油或磷脂醯膽鹼結合並得到結晶,應該是更好更直接的證據。
參考文獻:
SCIENCE
•
3 Sep 2021
•
Vol 373, Issue 6559
•
pp. 1137-1142
•
DOI: 10.1126/science.abh4054
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