衰老是生物体不可避免的生理过程。不同植物的衰老规律具有物种特异性：如水稻和拟南芥等一年生植物具有较短且明确的季节性衰老；而树木虽然可以存活数千年，但也要经历叶片脱落等衰老过程。植物生物钟在许多生长发育和生理过程中发挥重要的调节作用。植物的昼夜节律被认为是植物生命的关键调节因子，可以协调内部生理状态与环境变化。在动物中，生物钟涉及衰老，并且时钟基因突变引起的昼夜节律破坏会加速衰老；而反过来衰老也会改变昼夜节律，导致与年龄相关的生理变化。这两种过程在植物生理中也都很发挥重要作用，然而植物中生物钟和衰老之间的相互作用的研究比较少见。

近日，韩国基础科学研究所（Institute for Basic Science）Sunghyun Hong和Hong Gil Nam教授为通讯作者在PNAS在线发表了一篇题为Circadian control of ORE1 by PRR9 positively regulates leaf senescence in Arabidopsis的研究论文，揭示了拟南芥中生物钟调节叶片衰老的新机制。

在这项研究中，研究人员发现拟南芥生物钟基因可以调控几种衰老相关转录因子的表达。其中，生物钟核心组分PRR9（PSEUDO-RESPONSE REGULATOR 9）可以通过转录激活直接调节衰老调控因子ORE1（ORESARA1），并通过抑制ORE1的转录后抑制因子miR164进行间接调控。prr9突变体植株中ORE1转录水平显著降低并且叶片衰老延迟；而ORE1过表达则可恢复prr9突变体植株的衰老过程，表明生物钟可以通过调节ORE1来控制叶片衰老。

此外，该研究提出一种三叉前馈调节模型，即昼夜节律系统通过核心昼夜转录因子PRR9激活衰老的关键正调节因子ORE1的表达，从而影响衰老过程；另一方面，在没有PRR9的情况下，ORE1仍然处于昼夜节律表达模式，表明其他生物钟组分也会参与ORE1的调节。

总之，该研究表明植物中生物钟与叶片衰老密切交织，核心昼夜节律成分PRR9可以通过对ORE1的正调节调控叶片衰老。

Hong Gil Nam教授是韩国基础科学研究所植物衰老研究中心主任，韩国科学院院士。Nam长期从事植物衰老相关的研究工作，相关成果发表在Science、PNAS等刊物上。