追踪植物中电子信号的演变
编辑：admin 日期：2020-09-04 09:54:50 / 人气：
塔斯马尼亚大学植物科学家Frances Sussmilch博士等研究小组对各种植物的DNA序列进行了研究，以绘制出重要适应植物的进化起源。
“通过仔细观察这些物种中钾通道的序列，我们很高兴看到古代进化事件的证据，这些事件导致了现代植物中复杂的细胞间信号传导机制，” Dr。 Sussmilch说。
这个故事始于大约5亿年前，当时陆地植物的藻类祖先从水和被征服的干旱土地中涌现。
植物在陆地上面临新的挑战，包括困难和多变的环境条件，例如干旱，高温，紫外线和风，以及与新的生物威胁的相互作用。
Sussmilch博士说：“这些古老的植物先驱者使第一批陆生动物的地貌变得更加好客，并引起了我们今天所见的陆地植物的多样性，包括苔藓植物，蕨类植物，裸子植物和开花植物。”
“可能有助于植物在陆地上繁衍生息的一个特征是细胞间信号传导的分子机制的存在。这使得植物体内细胞之间的交流得以实现，从而促进了对环境变化的协调响应。”
在工厂中运行的一种快速的单元间通信方式是基于动作电位的电信号传输，它可与控制人心脏同步搏动的电脉冲相媲美。
在植物中，动作电位可用于快速响应信号，包括受伤或触摸，例如维纳斯捕蝇器突然关闭。为了进行电气通信，植物需要电压门控离子通道，以响应压力源来控制离子流入和流出细胞的流程。
Sussmilch博士说，使钾离子在植物细胞膜上移动的通道在电兴奋性中起关键作用。
研究人员利用了代表每个主要陆地植物和绿藻物种的物种的基因序列资源。
他们检查了来自这些不同植物的钾通道的序列，以发现指示不同结构和功能特征的序列“指纹”。
这项研究发现，在大多数陆地植物谱系(如艾草，金缕梅，蕨类，裸子植物和开花植物)及其最接近的藻类近亲之间，保留了具有一组相关流出通道指纹特征的序列，这些通道可使钾离子离开细胞。
Sussmilch博士说：“这表明这种通道类型可能在植物首次从水中出现时就已经存在，并且由于其对细胞间通信的重要性而随着陆上植物的不断进化而保留下来。”
但是，在所有检查过的苔藓物种中都没有这种通道类型，这表明在如今生活的苔藓的共同祖先的基因组中，早期的苔藓占据并丢失的壁lost中可能不再需要这种通道。
相反，他们发现，使钾离子进入细胞的四种不同类型的相关流入通道的指纹最近更加多样化，从而使开花植物中通道功能的多样性增加。
该研究结果以及可用于以相同方式检查其他基因家族进化的序列分析管道，最近已发表在《植物科学趋势》杂志上。