重塑时间韧性：王伟团队首次系统解析植物生物钟在极端环境中的适应性调控新范式

生物钟是生物在演化过程中形成的一种关键内在计时机制，它帮助植物预测并适应外界环境的周期性变化，在生长发育及抗逆境胁迫等方面发挥重要作用。深入理解植物生物钟的工作机制，有利于优化作物生产模式、开发更加优良且适应性强的品种。

目前，关于植物生物钟的研究多集中在适宜环境或短暂的逆境胁迫环境中。然而，越来越多的报道表明，极端环境（深海、极地、洞穴、高原和沙漠）中的生物也具有生物钟，且其工作模式可能与经典的生物钟存在较大差异。尽管极端环境生物钟研究意义重大，但受限于原位取材的艰巨性、实时监测技术的缺失以及极高的运维成本，该领域目前仍面临机制研究滞后、理论深度不足的困境。

近期，基因功能研究与操控全国重点实验室王伟团队在《细胞》（Cell）期刊发表题为“Discovery and heterologous reconstitution of a plant noncanonical quasi-circadian gene regulatory network”的研究论文。该研究以草莓为研究对象，从生活中常见的极端环境（采后草莓低温存储：持续低温、持续光照、持续营养匮乏）出发，发现了植物新型生物钟网络工作机制，为全面理解植物生物钟提供了全新的视角与工具。

研究发现，草莓果实中的经典生物钟基因调控网络在采后冷藏环境中失去了稳健的昼夜节律表达。以此极端环境（持续光照、持续低温、饥饿胁迫）为出发点，该研究团队进一步评估了草莓果实全局转录组的节律性，并发现包括蛋白质生物合成、折叠和储存在内的生物过程相关基因仍表现出显著的节律性振荡。通过实验与分析相结合，研究团队首次发现并鉴定到了一个具有生物钟网络特性的非经典类生物钟基因调控网络。为了验证该网络具有独立产生生物节律的能力，研究团队利用合成生物学手段首次实现了真核生物的生物钟基因调控网络的异源重构。最后，该研究团队通过病理实验进一步证明了冷藏草莓果实中的非经典生物钟基因调控网络参与了对灰霉菌侵染的抵抗。这一研究不仅揭示了采后植物器官中的生物钟调控机制，为全面理解生物钟提供了重要的参考资料；也为未来果蔬保鲜、品质调控乃至作物抗逆研究，提供了新的思考方向。

图.绿色区域代表适宜的植物生长发育环境，其中的生物钟为经典生物钟。蓝色区域为不适宜植物生长发育的极端环境，其中的生物钟为非经典类生物钟，主要参抗逆过程。

北京大学生命科学学院、生命科学联合中心王伟研究员为该论文的通讯作者，北京大学生命科学学院博士后王姝瑜为论文的第一作者。北京大学现代农学院何航研究员、首都师范大学周冕教授、南京农业大学游雄教授、中国科学院植物研究所王利军研究员、北京大学现代农学研究院周军会研究员、北京农学院黄芸副教授参与了本项工作。华中农业大学康春颖教授为本研究提供了前期的指导。本工作获得了基因功能研究与操控全国重点实验室、生命科学联合中心（CLS）以及启东创新基金等项目资助。

全文链接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00468-X