Die Temperatur spielt eine entscheidende Rolle für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen und hat einen großen Einfluss auf den Ernteertrag. Viele Modelle verwenden die thermische Zeit, um Pflanzenreaktionen auf die Temperatur allein und in Verbindung mit anderen Umweltfaktoren wie der Photoperiode vorherzusagen, aber diese Methode bleibt ungenau.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in silico Pflanzen, schlagen Dr. Hannah Kinmonth-Schultz und ihre Co-Autoren vor ein neues Modell zur Vorhersage der Blütezeit durch Einbeziehung der molekularen und genetischen Grundlagen, die die Reaktion der Blüte auf die Temperatur steuern.

Das Arabidopsis-Rahmenmodell wurde verwendet, um die mechanistische Grundlage der Pflanzentemperaturreaktion durch Akkumulation des Schlüsselgens für den Blühauslöser FLOWERING LOCUS T (FT), das in den Blättern exprimiert wird, zu bewerten. „In unserer früheren Arbeit fanden wir höhere FT-Werte nach einem Absinken auf kühle Temperaturen. Dies stand im Gegensatz zu früheren Arbeiten, die zeigten, dass FT bei konstant kühlen Temperaturen unterdrückt wurde, und zum Konzept der thermischen Zeit. Es brachte mich dazu, über die verschiedenen Möglichkeiten nachzudenken, wie die Temperatur die Blüte beeinflussen könnte, und ich begann zu versuchen, die Modulationen von FT mit dem langsameren Wachstum in Einklang zu bringen, das normalerweise bei kühleren Temperaturen beobachtet wird“, sagt Dr. Hannah Kinmonth-Schultz, Postdoktorandin an der Universität aus Kansas und ehemaliger Doktorand an der University of Washington.

Nach der Messung der FT-Produktion in unterschiedlich alten Blättern wurde das Modell modifiziert, indem ein mechanistischer Temperatureinfluss auf die FT-Transkription hinzugefügt wurde und indem bewirkt wurde, dass sich FT der ganzen Pflanze mit dem Blattwachstum anreichert.

Der direkte Einfluss der Temperatur auf die FT-Transkription in Kombination mit dem indirekten Temperatureinfluss auf die FT, wie sie sich mit dem Blattwachstum ansammelt, verbesserte die Vorhersage der Blütezeit im Vergleich zu der FT, die nur durch die traditionelle thermische Zeit beeinflusst wird. Diese Arbeit legt nahe, dass die Gesamtmenge an FT, die von der Produktion bestimmt wird, das Entwicklungsstadium (Blattanzahl) beeinflusst, in dem die Blüte auftritt, während die Rate der FT-Akkumulation der ganzen Pflanze, die vom Blattwachstum bestimmt wird, beeinflusst, wann (in Tagen) dieser Übergang stattfindet tritt ein.

Das in dieser Studie verwendete Modell ist online frei verfügbar unter https://fairdomhub.org/assays/1011.