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生物钟是生物体的内在时间装置，使大部分生物活动呈现约24 h为周期的节律变化（生物节律）。生物钟能够使生物体预知接下来即将发生的环境变化，从而使生物拥有更好的环境适应性。生物节律参与植物几乎所有的生物学过程，包括种子萌发、下胚轴伸长、叶片运动、避荫反应、开花时间、花香释放、光合作用和胁迫响应等。植物生物钟由数个转录反馈调控回路构成。研究最多的是CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1/LATE ELONGATED HYPOCOTYL-TIMING OF CAB EXPRESSION1(CCA1/LHY-TOC1)转录反馈调控回路。CCA1直接抑制TOC1基因表达，而TOC1也直接抑制CCA1基因表达。TOC1和不同日寸间表达的PSEUDO-RESPONSE REGULATOR3/5/7/9(PRR3/5/7/9)协同调控CCA1生物节律。CCA1不仅参与生物节律中心振荡器的维持，还参与生物节律输出途径的调控，如冷信号响应、活性氧(ROS)清除、水杨酸信号响应等。另外，生物节律输出途径因子REVEILLE1(RVE1)和REVEILLE2(RVE2)是CCA1同源蛋白，介导生物节律调控生长素合成。 植物铁代谢平衡对于光合作用、呼吸作用及ROS清除具有重要作用。对于双子叶植物拟南芥，铁的吸收以Fe-DEFICIENCY INDUCED TRANSCRIPTIONFACTOR1(FIT)转录因子调控通路为中心。受FIT直接调控的FERRICREDUCTION OXIDASE2(FRO2)、IRON-REGULATED TRANSPORTER1(IRT1)分别行使根际三价铁螯合物的还原和将二价铁转运到根部的功能。已有研究表明FRO2、IRT1基因表达受到光周期信号的调控;而IRT1、FERRETIN1(FER1)和BASIC HELIX-LOOP-HELIX39（bHLH039）基因表达呈现生物节律;缺铁信号可以反馈调控生物节律周期长度。但是生物节律调控铁代谢平衡的具体分子机制并不清楚。 本研究发现，生物节律调控拟南芥铁代谢，FRO2和IRT1基因表达、根部Fe(Ⅲ)螯合物还原酶活性和体内铁元素含量均在白天高。cca1/lhy双突变体对缺铁处理敏感，表现为叶绿素、光合蛋白和铁含量减少，而CCA1超表达植物(CCA1-OX)对缺铁处理有抗性，表明CCA1和LHY促进植物铁吸收。cca1/lhy双突变体中铁吸收基因(FIT、 bHLH038、HLH039、bHLH100、HLH101、FRO2和IRT1)表达量比野生型低;大部分铁代谢基因启动子区含有CCA1结合元件，暗示CCA1或LHY能够直接结合这些基因启动子进而激活它们的基因表达。通过染色质免疫共沉淀、凝胶阻滞迁移及LUC报告基因分析等实验证明，CCA1和LHY直接结合铁吸收基因的启动子进而促进这些基因的表达。另一方面，酵母双杂交、蛋白体外pull-down及蛋白免疫共沉淀实验证明，CCA1能够与FIT相互作用，形成转录复合物，协同调控下游基因表达。 此外，发现生物节律输出途径因子RVE1和RVE2具有与CCA1类似的功能，通过直接促进铁吸收基因表达及与FIT蛋白互作两个层面参与拟南芥铁吸收调控过程。CCA1、LHY、RVE1、RVE2之间均相互作用，且均与FIT相互作用，推测这些蛋白质可能形成转录复合物调控拟南芥铁吸收基因表达。 通过研究生物节律组分CCA1、LHY、RVE1及RVE2调控拟南芥铁代谢平衡过程的分子机理，发现内源生物节律信号能够使植物在上午启动铁代谢过程，为植物生命活动（如光合作用、活性氧清除等）提供铁营养准备。生物节律使植物更加有效地吸收铁元素，使植物更好的适应缺铁环境。