基因会影响树木在春天长出叶子的时间。了解如何提供帮助 科学家们改造树木，使其更能适应气候变化。
春天最明显的标志之一就是生机勃勃的石灰绿色树木生长 当它们的花蕾开放并且微小的新叶子展开时。芽芽的学名是 这个过程——一个简单的术语，指的是宏大的遗传机制，它允许 树木长出叶子，进行夏季的光合作用，为植物储存能量 即将到来的冬天。
关于研究员
维克多·布索夫
vbusov@mtu.edu
906-487-1728
专业领域
- 冬芽休眠的调节
- 赤霉素代谢及信号转导途径
- 与氮和干旱胁迫相关的侧根形成调节
- 多年生木本植物次生生长的调控和进化
- 微RNA和小RNA对发育和环境响应的调节
秋季发生的花蕾阻止了花芽的萌发。树木倒下后 他们的叶子，随着白天的缩短和寒冷，新的芽在树枝上生长。喜欢 许多野花、树木需要在较冷的温度下休眠一段时间——一个过程 通过进化进行微调——在发芽之前。
但是，随着气候变化变得越来越不可预测，晚霜更加频繁 常见——许多树木过早或过晚发芽。对于农民来说 种植果树和坚果树以及葡萄藤，不合时宜的发芽和 一场霜冻可能意味着丰收和零收成的区别。
例如，2007 年美国东部地区的晚霜导致估计 农业损失 1.12 亿美元，其中水果作物损失 8,600 万美元。 发芽不同步也会导致病虫害爆发。
了解发芽遗传学使科学家能够修改或选择作物品种 更能抵御此类威胁。
Victor Busov，森林资源与环境科学学院教授 足球比赛结果以及美国和瑞典的同事， 发表了关于负责早期发芽的转录因子的新研究 在日记中。转录因子是通过与 DNA 结合来调节其他基因的基因 给出激活说明。
调节发芽
转录因子的特性可帮助科学家确定哪些其他基因 可能涉及某个特定过程，例如开始发芽。
Busov 和合作者之前发现了早期发芽的转录因子 1 (EBB1) 和短营养阶段 (SVL)，它们直接相互作用来控制 芽破裂。研究小组现已识别并描述了早期发芽现象 3 (EBB3) 基因。 EBB3 是一种温度响应型花芽控制调节剂 通过基因和周围环境之间的相互作用。转录因子 提供与发芽期间细胞周期激活的直接联系。
“我们现在知道 EBB3 正在通过信号通路提供直接链接，以了解如何 这些细胞分裂，”布索夫说。 “一旦我们找到了第三个基因，我们就开始将 它们以连贯的方式聚集在一起，这有助于我们看到更大的图景。”
研究人员在足球比赛结果的温室中使用杨树和开花槐树 模拟一段时间内夏季平均日照长度和温度 时间，然后是模仿平均冬季的一段时间。然后，科学家们 进行基因表达分析以确定转录因子如何发挥作用 共同帮助树木判断何时在温室的人工环境中长出叶子 春天。
布索夫说，分析揭示了特定基因如何在季节或季节中激活 响应特定的环境因素。
“我们不仅需要了解三个转录因子，还需要了解整个网络。” 布索夫说道。 “一旦我们确定了基因，我们就会进行实验，调高或调低 基因的表达。我们研究这些行为对后代的影响。 识别网络中的变异将使我们能够调节早期发芽。新 测序技术正在为这些领域提供支持。”
为树木说话
气候对调节发芽的遗传过程有着深远的影响。 第一个影响是冬季变暖。在不再经历的地方 足够寒冷，树木无法获得必要的恢复生长的寒冷暴露。冷暴露 对于强大而均匀的开花和落叶至关重要，这是生产 丰收，无论是桃子、苹果、樱桃、葡萄还是杏仁。
气候变化影响树木的第二种方式是晚霜。花蕾绽放是关于 时机；在霜冻危险过去之前，树木不应该开始叶子生长。实例 极晚霜正变得越来越普遍，正如布索夫指出的那样，研究表明 这些事件的发生频率因气候变化而增加。
苹果怎么样
与美国农业部阿巴拉契亚水果公司合作 研究站、布索夫和同事将研究苹果的发芽机制 接下来是树。
“晚霜不仅对果树产生不利影响，导致农作物损失， 还有森林树木，”布索夫说。 “霜冻会对生长产生负面影响并造成 生长器官受到伤害，使树木容易受到疾病和害虫的侵害。”
更糟糕的是，树木是一种长寿的生物，它们的进化过程 跟不上气候变化的速度。
“对于树木来说，它们的适应是世代相传的——但它们的世代如此之长，它们的 适应时间也太长了，”布索夫说。 “你需要某种方法来加快速度，无论是 在果树和森林种群中。变化太快，没有时间 这种适应。”
设计加速树木适应气候变化的新方法可以确保 每年春天，花蕾的绽放恰好在正确的时间发生。利用他们的理解 科学家希望对控制发芽的遗传途径进行基因改造 作物适应温暖的冬季和不可预测的霜冻。科学家们还可以进行 基因组辅助育种——古老的自然选择过程，以科学为基础 知识。
合作者：Abdul Azeez（足球比赛结果）、Yiru Chen Zhu（足球比赛结果）、Rajesh Kumar Singh （瑞典农业科学大学、CSIR-喜马拉雅生物资源研究所 技术），Yordan S. Yordanov（足球比赛结果，东伊利诺伊大学），Madhumita Dash（足球比赛结果）、Pal Miskolczi（瑞典农业科学大学）、 Katja Stojkovič（瑞典农业科学大学）、Steve H. Strauss（俄勒冈州） 州立大学）和 Rishikesh P. Bhalerao（瑞典农业科学大学）。
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