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研究植物对环境压力源的反应是可持续农业的关键

六月2,2022
保罗·德安德雷斯

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瑞典的一组研究人员对植物对环境压力的反应相关的分子机制有了新的认识,例如触摸、 修剪 或感染。

科学家们探索了这种反应的内部运作以及由此产生的植物行为,发现了可能影响作物产量的新的关键遗传因素。

我们已经确定了一种全新的信号通路,可以控制植物对物理接触和触摸的反应。 现在继续寻找更多路径。- Essam Darwish,研究员,隆德大学

隆德大学团队重申,植物对机械刺激做出反应以更好地应对特定的环境威胁。

-D压花不锈钢板 根据一项研究, 发表在《科学进展》上解释说 机械刺激会触发快速的基因表达变化并影响植物外观(thigmomorphogenesis)和开花。”

另见:美国宇航局气候科学家获得世界粮食奖

Thigmomorphogenesis 是通过反复刺激产生的,包括植物形态的显着改变,例如矮化、纤细、茎的机械性能改变、开花延迟、根系锚固强度提高和气孔孔径减小。

这种变化往往会提高植物抵抗强风的能力并改善它们对感染的反应。 此外,这些变化可能会增强对寒冷、盐分或干旱的抵御能力。

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新的研究和其他一些探索类似植物反应的研究有助于加深对科学家们认为对改进农业技术至关重要的机制的了解。

机械刺激作为可持续农业实践改善粮食安全的一种潜在方法已受到关注,”研究人员写道。

然而,植物对机械刺激的反应非常复杂,因为它取决于机械负荷的强度和暴露频率,”他们补充道。 了解植物机械感受和 thigmomorphogenesis 的分子机制对于将这种方法应用于大规模农业至关重要。”

先前的研究确定了与植物机械感知相关的分子机制。 其他研究指出茉莉酸和触摸信号之间的重要关系。

尽管对如何控制植物对机械刺激的转录反应进行了多年的研究,但只有少数调节剂已被确定并得到持续验证,”研究人员写道。

在这里,我们使用反向遗传学来进一步描述触摸信号背后的分子机制,”他们补充道。

例如,隆德大学的生物学家 Olivier Van Aken 告诉 ScienceAlert 杂志: 我们将植物 thale cress 暴露在柔软的刷子下,之后数千个基因被激活,压力荷尔蒙被释放。 然后,我们使用基因筛选来找到负责这一过程的基因。”

根据他的同事 Essam Darwish 的说法,研究结果 解开一个困扰世界分子生物学家 30 年的科学谜团。”

我们已经确定了一种全新的信号通路,可以控制植物对身体接触和触摸的反应,”他补充道。 现在继续寻找更多路径。”

研究人员认为,更好地了解这些机制可能会为全球农业带来新的机遇, 气候变化 以及威胁许多地区粮食安全的冲突。

鉴于 极端天气 气候变化导致的条件和病原体感染,寻找新的生态负责任的方法来提高作物生产力和抵抗力至关重要,”Van Aken 总结道。



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