向日葵的“向日”牵动多个复杂的系统 与众所周知的幼苗趋光反应不同
美国加州大学戴维斯分校的斯泰西-哈默（Stacey Harmer）及其同事于10月31日在开放获取期刊《PLOS Biology》上发表的一项新研究显示，向日葵在白天从东向西追踪太阳，并在下一次日出前再次朝向东方的能力，依赖于多种类型的光反应。研究结果加深了人们对这种众所周知的植物行为的理解，并推翻了之前关于植物依赖于典型光依赖性反应途径的假设。
由于植物扎根在原地，当邻近的植物挡住了它们的光源、或者它们发现自己在阴暗处发芽时，无法移动。因此，它们依靠着生长或伸长来向光明移动。有几种分子系统可以促进这种反应，其中最著名的叫做向光性反应。在这个系统中，称为趋光蛋白的蛋白质会感知不均匀地落在幼苗上的蓝光，从而导致植物激素的重新分配，最终使生长的顶端向光弯曲。
向日葵的向阳追踪能力被称为向日葵性，目前还不清楚它是否也是一种向光性反应、或是否涉及相同的受体和激素。为了探讨这个问题，作者比较了向日葵在实验室中向蓝光弯曲的基因活动模式和向日葵在田间追踪太阳的基因活动模式。
令人惊讶的是，只有少数在实验室中因向光性弯曲而快速上调的基因，在对太阳移动的反应中表现出显著的活性差异。除了这几个基因外，他们还发现其他光反应系统也发生了变化，包括感知远红光（在阴暗处富集）的避荫系统，该系统在一天的早期，即太阳在东边时，在向日葵茎的西侧被触发。但是，使情况更加复杂的是，他们发现红光、远红光或蓝光的衰减对向日葵追踪太阳的能力几乎没有影响，这表明多个系统可能协调产生向日葵反应，使其即使在没有一个或多个光触发器的情况下也能运行。
哈默补充说：“在研究向日葵每天如何追随太阳的过程中，我们不断为自己的发现感到惊讶。在这篇论文中，我们报告说，它们使用不同的分子途径来启动和维持跟踪运动，而最为人所知、导致植物弯曲的光感受器，在这个复杂的过程中，似乎只发挥了微不足道的作用。”
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