西悉尼大學(Western Sydney University)和澳大利亞國立大學(Australian National University)的研究人員發現了新的化學傳遞途徑，可以確定植物從黑暗的土壤中走向光明時的變化。
當植物在黑暗中生長時，它們是白色或淡黃色的，因為它們缺少使葉子變綠的葉綠體。黃顏色是由於細胞中稱為黃體的結構，當幼苗發現光時，黃體隨後形成綠色葉綠體。
植物分子生物學高級講師克里斯·卡佐內利博士和他在霍克斯伯裡環境研究所的研究小組發現了一種新的分子機制，植物利用這種機制來控制從黃色黃體到綠色葉綠體的轉化。這是通過一種由類胡蘿蔔素衍生的代謝信號來實現的，這種信號從基因上觸發了基因的表達和蛋白質的產生，從而控制了獲取光能的綠色色素的形成。
“幾十年來，植物科學家一直試圖揭示植物中控制顏色、果實營養、產量和其他植物功能的化學信號傳導途徑。“我們的團隊一直專注於研究從黃色、橙色和粉紅色類胡蘿蔔素色素中提取的化學物質的功能，這些色素豐富了植物果實中的微量營養素，”卡佐內利博士說。
這一發現揭示了一種重要的、新穎的類胡蘿蔔素化合物，這種化合物控制著類固醇和植物的發育。就像複雜拼圖中缺失的那一塊一樣，我們的發現表明，深色植物中的黃色類固醇需要特定的腳手架來幫助一旦植物接受光照，它們便會轉變成綠色的能產生能量的葉綠體。這些支架結合了類胡蘿蔔素色素，並確保當幼苗通過葉質從土壤中出來時，其富含葉綠素並準備好採光。
通過使用能夠產生類胡蘿蔔素信號的特殊植物突變體以及阻止其產生的化學抑制劑，WSU和ANU研究人員得以證明植物如何利用該信號來控制葉綠體。
這一發現證實了類胡蘿蔔素不僅僅是產生能量的類固醇的結構成分，它們還提供化學信號，控制植物在黑暗中如何發芽，並在到達表面時產生可吸收陽光的綠色葉綠體。
Barry Pogson教授強調:“葉綠體是植物獲取光能量的發動機，我們證明類胡蘿蔔素在控制葉綠體結構發育方面提供了一個重要的信號。”
瞭解類胡蘿蔔素信號傳遞途徑為開發新的植物功能化合物提供了新的機會，這些化合物可以增強植物的顏色、營養、味道和發育。
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