Oct 9 植物生物钟

Central loop
(Alabadi et al, 2001) (Gendron et al. 2012) (Huang et al. 2012)
Post-translational
modulation
PRR3
(Kim et al, 2007) (Para et al., 2007)
PRR5
32
晚起的虫子不会被鸟儿吃掉
报告提纲
① 生物钟是生物对昼夜变化的外界环境适应的表现？ ② 植物也有自己的生物钟 ③ 生物钟是植物适应生存环境的法宝
植物也有自己的生物钟
大豆 花生
生长的节律性
叶片运动的节律性
芙蓉
叶绿体的运动
气孔运动
不同植物的花在一天之中顺序开放
02:00 蛇床花 04:00 牵牛花 05:00 野蔷薇 06:00 龙葵花 07:00 芍药花 10:00 半枝莲 12:00 鹅肠菜 15:00 万寿菊 17:00 紫茉莉 18:00 烟草花 19:00 丝瓜花 20:00 夜来香 21:00 昙花
时间同步 时间不同步
同步
不同步
同步
植物 虫子
植物 虫子
不同步
生菜
菠菜 西葫芦
生物钟是植物对付毛毛虫的武器
高等植物的生物钟系统
Circadian clock
Hypocotyl elongation
Leaf movement
Chloroplast movement
Stomatal opening
Flowering time
Chronobiology 时间生物学
天地革而四时成 《周易.革》
地球自转与生物的昼夜节律
Roaton
10
人的生物钟
开始睡眠 褪黑素分泌
血压和体 温最高
心脏和肌肉最有 力量
最快反应期
午睡
深度睡眠 最低体温
血压升高 褪黑素停止 高度警觉期
wk.baidu.com
生物钟紊乱影响人的行为与健康
夏令时
人的生物钟调节
PRR9
PRR7 PRR5
CCA1/ LHY
0
6
12
18
24
Time (h) Wang et al. PNAS 2013;110:761-766.
谢谢
基于计算生物学的现代植物生物钟分子系统模型
Morning loop
(Farre et al, 2005) (Zeilinger et al, 2006)
Evening loop
(Locke et al, 2006) (Zeilinger et al, 2006) (Nushinow et al., 2012) (Pokhilko et al, 2012)
Modified from Harmer, Ann Rev. 2009
PRR5/7/9，TPL/TPRs和HDAs在核内互作形成阻遏 复合物,抑制CCA1/LHY的转录
PRR
EAR
TPL/TPR
HDACs
CCT
CCA1/LHY
PRR5/PRR7/PRR9
tpl-1 WT
tpl-1
tpl-1
PRR5/7/9，TPL/TPRs和HDAs在核内互作形成阻遏 复合物,抑制CCA1/LHY的转录
林奈花钟
奥地利公园里的花钟
生物钟控制的植物叶片运动节律
生物钟控制的植物果实生长节律
报告提纲
① 生物钟是生物对昼夜变化的外界环境适应的表现？ ② 植物也有自己的生物钟 ③ 生物钟是植物适应生存环境的法宝
生物钟调控着植物的开花时间和产量
开花时间
生物钟可以帮助植物抵御不良的环境
干旱
冻害
生物钟为植物防御昆虫的侵害提供盾牌
总结
① 生物钟是生物对昼夜变化的外界环境适应的表现 ② 植物也有自己的生物钟 ③ 生物钟是植物适应生存环境的法宝
研究生物钟的技术平台
一个简化的植物生物钟分子系统模型
信号输入
核心振荡器
节律的输出
光暗
基因表达幅度
Gardner et al, 2006, Review, modified
Approx. 24 h 周期长度