(Sarayut Thaneerat/Moment/Getty Images)
科学家们已经久为人知触摸植物会引发它们的应激反应吗? 但到目前为止,人们还不清楚它是如何在分子水平上发挥作用的,一项新的研究希望能够阐明这一点。
这项研究背后的研究人员已经确定了植物体内的某些遗传钥匙,这些钥匙导致两个独立的信号通路,这解释了为什么植物对触摸反应如此强烈。
从根本上更多地了解这一过程的运作方式可以帮助各个不同领域的研究人员,从改善植物健康到从同一作物中获得更高的收成产量。
“我们将拟南芥暴露在轻柔的刷洗之下,之后数以千计的基因被激活,应激激素被释放,”生物学家奥利维尔·范·阿肯说来自瑞典隆德大学。
“然后我们使用基因筛查来寻找负责这一过程的基因。”
基因筛查寻找植物的突变形式,已知这些突变形式会对重复的物理接触以各种方式做出反应。 过去对其解剖学(尤其是根部)的研究表明,特殊的蛋白质通道通过促进化学信号来响应细胞膜的扭曲。
人们对这个过程如何在植物的其他部分(例如叶子)中发挥作用知之甚少。 有迹象表明,茉莉酸等化合物在将这些早期化学信号转化为行为或生长变化方面发挥了关键作用,但也有很多空白需要填补。
研究人员发现了六个在触摸反应中发挥作用的独立基因,其中三个与茉莉酸相关的信号通路有关,另外三个在单独的信号通路上。
这为生物学家提供了更多的工作空间来了解这种反应如何以及为何发生,并让我们在未来进一步可能操纵它。
“我们的研究结果解开了一个困扰世界分子生物学家 30 年的科学谜团,”生物学家埃萨姆·达尔维什说来自隆德大学。
“我们已经确定了一种全新的信号传导途径,可以控制植物对身体接触和触摸的反应。现在仍在继续寻找更多途径。”
从刀割到动物咬伤,再到倾盆大雨,植物的每一次接触都会引发防御性分子反应? 尽管这些反应可能多种多样。 例如,它们可以使植物变得更加抗压并在今年晚些时候开花。
尝试利用这种反应的想法并不新鲜:科学家们已经在调查精心管理的“机械伤害”如何能够使作物更加坚固,收成更加丰收,因为植物增强了对压力的抵抗力。
作为给农业和小麦生产带来了更大的压力,这些过程变得更加重要? 这项最新研究为科学家提供了有关如何控制这一切的重要信息。
“鉴于气候变化导致的极端天气条件和病原体感染,找到新的对生态负责的方法来提高作物生产力和抵抗力至关重要,”范阿肯说。
该研究发表于科学进步。