没有了阳光，植物无法将大气中的二氧化碳转化为糖类。他们基本上缺乏最重要的基础设施之一。
这种植物对付这种和其他稀缺性的不算秘密的武器就是自噬。与循环利用类似，自噬有助于分解细胞中受损或不需要的部分，这样构建块就可以再次使用。
这是一张2018年的照片，Fionn McLoughlin和Richard Vierstra在Jeannette Goldfarb植物生长设施。(照片:惠特尼·柯蒂斯/华盛顿大学)圣路易斯华盛顿大学的一项新研究表明，缺乏自噬核心成分的植物在黑暗中必须创造性地回收像碳这样的营养物质。
这项研究是由理查德·维尔斯特拉，乔治和夏尔曼·马林克罗特艺术生物学教授领导的。《科学》杂志以玉米(通常被称为玉米)，一种重要的农作物为研究对象，发表在《植物细胞》杂志上。
“玉米是一种快速生长的植物，营养平衡对于维持这种快速生长尤为重要，”该研究的第一作者Fionn McLoughlin说，他作为华盛顿大学的博士后研究员完成了这项工作。
他说:“我们对自噬突变体在应对固定碳饥饿时所产生的大量特定反应感到非常惊讶。”
研究人员使用带有或不带有自噬相关基因ATG12的玉米，将植株s’的叶子用箔纸包裹起来，以遮挡光线。然后，他们使用最先进的工具来比较和分析玉米的转录组、蛋白质组、代谢组和离子。研究人员记录了与氨基酸、碳水化合物和核苷酸相关的代谢物的变化。
“总之，我们能够对叶子变黑过程中发生的最重要的过程进行深入的概述，”Vierstra说。
，这是一张2018年的照片，麦克洛克林和维尔斯特拉在McDonnell Hall。(照片:惠特尼·柯蒂斯/华盛顿大学)“特别是，替代分解代谢过程的上调——包括蛋白酶和磷脂酶，以及替代呼吸化合物的调整——确实增加了我们对自噬代谢和维持可用能源重要性的理解，”McLoughlin说。
在之前的一项研究中，Vierstra和McLoughlin研究了玉米缺乏氮(另一种重要的宏量营养素)时会发生什么。
“除了对不同代谢物的产生很重要外，观察自噬如何介导氮(从根中获得)和碳(固定在叶子中)的运输也很有趣，”McLoughlin说。
他说:“了解自噬是如何控制养分利用效率的，对于开发利用较少资源或替代资源种植作物的新策略很重要。”“此外，我们还可以改变农作物的蛋白质或油脂含量，让它们更有营养，或者更有利可图。”
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://source.wustl.edu/2020/09/plants-without-cellular-recycling-systems-get-creative-in-the-dark/