Для многих растений даже небольшое повышение средней температуры может серьезно повлиять на их рост и развитие. У часто изучаемого растения горчицы под названием Arabidopsis повышенные температуры заставляют растения отращивать более длинные стебли и более тонкие листья, чтобы справиться с тепловым стрессом.Новая работа под руководством Чжиюна Вана из Карнеги раскрывает систему, с помощью которой растения по-разному регулируют свою реакцию на тепло в дневное и ночное время. Он опубликован Nature Communications.
Один белок, называемый взаимодействующим с фитохромом фактором 4 (PIF4), имеет решающее значение для координации реакции растения на повышенную температуру путем активации генов, которые помогают растению справляться с тепловым стрессом. Но кажется, что он активен только в светлое время суток. Ван и его команда решили выяснить, что ограничивало активность PIF4 в дневное время.Они обнаружили, что PIF4, в свою очередь, регулируется другим белком, называемым Timing of CAB Expression 1 (TOC1), который является частью белков биологических циркадных часов, которые накапливаются в конце дня.
TOC1 связывается с PIF4 и подавляет его активность вечером и ночью. Исчезновение TOC1 на рассвете позволяет PIF4 реагировать на повышение температуры утром.До сих пор было неизвестно, как циркадные часы помогают растениям выжить при тепловом стрессе.«Поскольку самые высокие температуры обычно возникают около полудня и сохраняются до полудня, выживание растений во время аномальной жары в этот период находится под наибольшей угрозой», — пояснил Ван. «Связывая тепловую реакцию с циркадными часами, растения увеличивают свои шансы на выживание во время волн тепла».
«Новая работа Чжиюна раскрывает потенциальную стратегию энергосбережения на заводах, где гены реакции на тепловой стресс не могут включаться ночью, когда вероятность теплового стресса меньше. Использование циркадных часов для этого довольно элегантно», — говорит Сью Ри, директор отделения биологии растений Карнеги.