生物钟控制向日葵开花优化授粉媒介

加州大学戴维斯分校植物生物学家的一项新研究显示，内部生物钟控制着向日葵独特的同心花环，最大限度地增加传粉者的访问量。该作品于1月13日发表在eLife上。

向日葵头由数百个小花组成。由于向日葵的生长方式，最年轻的小花在花面的中心，最成熟的在边缘，从中心到边缘形成独特的螺旋状图案。

一朵小花会在几天内开花：第一天，它打开花的雄性部分并提供花粉;第二天，雌性柱头展开接受花粉。不知何故，小花相互协调，从边缘开始开成同心环，并在连续几天内向内移动，雌花环总是在早期的、携带花粉的雄花之外。

加州大学戴维斯分校生物科学学院植物生物学教授、资深作者StaceyHarmer说，授粉的蜜蜂倾向于落在向日葵头周围的射线花瓣上，然后向中心走去。这意味着它们会在走过雌性小花后拾取花粉，然后将其带到不同的花头。

Harmer和博士后研究员CarineMarshall想了解小花的螺旋图案是如何变成同心花环的。Harmer的实验室之前已经确定，昼夜节律控制着向日葵在白天如何追踪太阳的生长。

植物或动物的内部生物钟以大约24小时的周期运行，允许不同的基因在一天的不同时间被激活。自然昼/夜循环使这个内部时钟与实际白天时间同步。改变日光或黑暗的长度可以重置时钟。在向日葵中，持续的光照完全扰乱了时钟。

延时视频

研究人员拍摄了在不同光照/黑暗或温度条件下生长的向日葵的延时视频。他们发现植物的生物钟控制着小花的开放。当时钟被在连续光照下生长的植物打乱时，小花不会开成同心环，而只会随着年龄的增长，从边缘开始，以连续的梯度向中心移动。

当时钟被破坏的植物被移到外面时，它们吸引的传粉者比正常的向日葵少。

“我们认为能够以这种方式进行协调使它们成为蜜蜂更好的目标，”哈默说。“这是一种吸引尽可能多的昆虫的策略。”

Harmer说，随着农民适应不断变化的气候，在需要授粉的作物中尽可能有效地授粉将变得越来越重要。她说，了解生物钟和环境如何影响开花将有助于育种者培育出在一天中的最佳时间开花以促进授粉的品种，尽管气候变化和昆虫数量下降。