SPIRAL：水稻单时间点昼夜节律在线分析平台揭示日本晴约28小时内源节律

《SCIENCE ADVANCES》：SPIRAL: A versatile online single time-point circadian analysis platform for rice

　　

昼夜节律钟（circadian clock）使植物生理活动与环境的周期性振荡保持同步，从而提升植物适应性。双子叶植物中常用的节律监测方法包括节律性叶片运动追踪和基于荧光素酶的成像。然而，对于单子叶植物，叶片的直立性使这些方法失效。研究人员利用超过11,000份转录组样本、昼夜节律时间序列分析、基于模拟的算法优化以及实验验证，开发了SPIRAL——一个水稻单时间点昼夜节律在线分析平台，并意外发现V4期日本晴（Nipponbare）叶片存在约28小时的内源节律，使得与周期匹配的光周期或长日照光周期成为该实验系统相对更适宜的生长条件。研究人员通过量化全局节律对非生物胁迫的敏感性、精确定位氮缺乏开始扰乱节律的时间点（其时间分辨率超过现有最优方法），并通过析因分析鉴定连接生物钟与胁迫的候选组分，展示了SPIRAL的多功能性。SPIRAL的在线部署使公共及用户提供的水稻转录组能够进行平台无关的分析，从而加速作物适应性与chronoculture（时间农业）领域的发现。

研究背景：地球自转导致光照、温度等环境因子昼夜振荡，多数生物演化出内源性昼夜节律钟（circadian clock），通过预期环境变化