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光敏素B與PCH1一同感熱

 

光敏素的黑暗回復。圖片來源：老葉

植物感熱的機制是什麼呢？在2016年的兩篇研究已經讓大家知道，植物透過光敏素B（phytochrome B）來感應外界的溫度以調節生長。紅光可使光敏素B由Pr構形轉為活化的Pfr構形，接著就會進入細胞核中；但是在較高的溫度下，活化態的光敏素B會較快回復成不具有活性的Pr構形。這個過程稱為感熱回復（thermal reversion）。

最近的研究發現，另一個基因PCH1（photoperiodic control of hypocotyl 1）對光敏素B的溫度穩定性也有影響。PCH1可穩定Pfr構形的光敏素B，如此一來植物在夜間的生長速度就會慢下來；但夜間的溫度如果持續保持溫暖時，PCH1本身的表現量與穩定性都下降了。少了這個穩定光敏素B的蛋白質，光敏素B便會更容易回復到Pr構形，於是植物在夜間的生長速度就變快了。

這些研究都發現溫度可以影響當天晚上植物的生長，但研究團隊發現溫度還可以影響到隔天天明後植物的生長速度！

研究團隊發現，如果在夜晚剛開始時還是溫暖的，這時候細胞核中的光敏素B反而變多，造成隔天天明後植物的生長變慢；但若在夜晚剛開始時以紅外光處理植物（這會使得大部分的光敏素B都回復到Pr構形），則隔天天明後植物的生長速度會提高。可是這些現象在缺少光敏素B的突變株中都沒有觀察到。

這些觀察讓研究團隊意識到：PCH1與光敏素B之間的互動，比原來想像的要複雜得多。究竟它們之間是怎麼一回事，就需要後續的更多研究了。

近年來的氣候變遷，對全球的影響之一其實就是夜間的高溫；從這篇研究可以看到，夜間高溫反而會使得隔天植物的生長變慢（雖然當天晚上的生長變快），這樣會對植物的生長發育造成如何的影響呢？

參考文獻：

Germán Murcia et. al., 2020. Phytochrome B and PCH1 protein dynamics store night temperature information. The Plant J. https://doi.org/10.1111/tpj.15034

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