A new study from Umeå University has revealed that trees' circadian clocks guide their growth and the timing of seasonal events like the appearance of leaves in spring. The researchers investigated the growth of genetically modified poplars in greenhouse
于默奥大学的一项新研究表明，树木的昼夜节律钟指导着它们的生长和季节性事件的时间，如春季树叶的出现。研究人员结合统计学习和植物生物学方法，研究了转基因杨树在温室和田间条件下的生长情况。他们的研究结果发表在npj《生物计时与睡眠》上，表明调整与时钟相关的基因可以帮助树木更好地与不断变化的气候同步，为林业提供新的机会
树木和人类一样，有一个昼夜节律钟来调节它们的日常和季节节律。研究表明，这个时钟对于调节生长和重要季节事件的时间非常重要，例如秋季的芽形成和春季的芽开放。然而，这项研究的大部分是在受控的温室条件下进行的，而不是在植物暴露于自然环境条件的田地外进行的。在野外，就像在现实世界中一样，温度波动、昆虫捕食和其他因素会影响植物的生长
为了解决这个问题，研究人员对68个具有不同改性特性的杨树或白杨品系进行了广泛的研究。在被修饰的基因中，有许多与昼夜节律钟有关。多年来，在多个温室和田间试验中研究了这些树木的生长情况。结果清楚地表明，昼夜节律钟在调节树木生长和树木生命中季节性事件的时间方面起着重要作用，如叶子的发芽
“我们的研究首次将温室和田间研究的数据集结合起来，表明昼夜节律钟系统的多个方面影响树木生长和生命周期事件的时间，”该研究的主要作者Bertold Mariën说
“通过对这些数据集应用统计建模，我们能够确定哪些与昼夜节律钟相关的基因会影响树木的生长，或者例如叶子出现或变色的时间。”
林业和气候适应见解这项研究为树木如何利用昼夜节律钟来协调其生长与环境提供了新的视角。例如，关键时钟调节器中的某些基因修饰改变了树木对白天长度的感知，并使树木在季节后期继续生长
该研究的最后一位作者Maria E.Eriksson解释说：“这项研究证明了一个概念，即在某个纬度上适应特定长度的树木可以适应新的纬度，有效地延长其生长季节。这在高纬度地区尤其有用，比如瑞典北部，那里生长季节短限制了木材产量。”
此外，一些基因修饰提高了树木在环境波动下的复原力。通过关注这些特定的基因，有可能培育出更能适应当地气候快速变化和新生长地点的树木品种，例如在其他纬度地区
埃里克森说：“未来，通过将树木的昼夜节律钟及其自然生长周期与传统做法相结合，可以改善林业管理。”。“通过这种方式，可以在不断变化的世界中优化树木的生长和恢复力。”除了对林业的影响外，这项研究还与预测森林生长和碳储存的全球植被模型有关。Mariën表示，在这些模型中，时钟在塑造树木对环境条件的敏感性方面的重要性往往被低估
他总结道：“通过将我们对昼夜节律钟的发现正确地纳入全球植被模型，我们可以改善对森林如何应对气候变化的预测。”