Circadian and diel regulation of photosynthesis in the bryophyte Marchantia polymorpha.
Circadian and diel regulation of photosynthesis in the bryophyte Marchantia polymorpha.
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苔藓植物多形性地钱光合作用的昼夜节律及日调节。
DOI：
10.1111/pce.14364
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发表时间：
2022-08
影响因子：
7.3
通讯作者：
Dodd, Antony N.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cuitun-Coronado, David;Rees, Hannah;Colmer, Joshua;Hall, Anthony;de Barros Dantas, Lui'za L.;Dodd, Antony N.
昼夜节律是24小时的生物周期，使新陈代谢、生理和发育与日常环境波动保持一致。在开花植物和一些蓝藻中，光合作用过程是由生物钟控制的，但目前尚不清楚这在整个绿色谱系中有多广泛的保守性。我们研究了在陆地植物进化早期从开花植物中分离出来的多态地茅（Marchantia polymorpha）的昼夜节律调节对光合作用方面的贡献。首先，我们确定了M. polymorpha光合生物化学的昼夜节律调节，使用两种方法（延迟荧光，脉冲振幅调制荧光）进行测量。其次，我们发现光-暗循环同步多形藻光合作用24 h周期的阶段，而不同菌体在自由运行条件下的阶段不同步。这也可能是由于光暗循环掩盖了光合作用的潜在昼夜节律。最后，我们使用药理学方法确定叶绿体翻译可能是多形草光收集时钟控制所必需的。我们推断，光合作用的昼夜节律调节在陆生植物中是保守的。
Circadian rhythms are 24‐h biological cycles that align metabolism, physiology, and development with daily environmental fluctuations. Photosynthetic processes are governed by the circadian clock in both flowering plants and some cyanobacteria, but it is unclear how extensively this is conserved throughout the green lineage. We investigated the contribution of circadian regulation to aspects of photosynthesis in Marchantia polymorpha, a liverwort that diverged from flowering plants early in the evolution of land plants. First, we identified in M. polymorpha the circadian regulation of photosynthetic biochemistry, measured using two approaches (delayed fluorescence, pulse amplitude modulation fluorescence). Second, we identified that light‐dark cycles synchronize the phase of 24 h cycles of photosynthesis in M. polymorpha, whereas the phases of different thalli desynchronize under free‐running conditions. This might also be due to the masking of the underlying circadian rhythms of photosynthesis by light‐dark cycles. Finally, we used a pharmacological approach to identify that chloroplast translation might be necessary for clock control of light‐harvesting in M. polymorpha. We infer that the circadian regulation of photosynthesis is well‐conserved amongst terrestrial plants.
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