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倾听植物生存需求:科学家揭示其处理信息机制

2020年7月18日7:59 环球解密

    一组科学家第一次绘制了一份植物内部的信号通道网络图,对植物如何处理来自周围环境的信息有了全新的认识。这有助于科学家倾听植物的需求,帮助作物应对日益恶化的环境。

    一棵植物站在地里,为了生长、结果、繁殖,必须不停了解关于周围环境内水分、营养、病原体等信息,并进行综合,让自身做出应对。

    现在世界很多地方旱化现象日益严重,如果能从在分子层面了解植物的信息处理过程,将对植物可持续性的保护很重要。

    在此之前,科学家只知道不同的植物荷尔蒙刺激分子信号通道,导致植物生长和变化,比如果实的成熟、或对干旱的应对等。但是科学家并不清楚这些信号通道之间具体如何运作、如何交换信息。

    这份近期发表在《自然》(Nature)期刊上、由德国慕尼黑亥姆霍兹研究中心(Helmholtz Zentrum München)和慕尼黑大学(LMU)的研究者们合作的研究,第一次绘制了一份植物分子蛋白网络,帮助科学家了解植物处理环境信息的机制。

    研究人员使用新一代管道自动检查器,探索了1,700多万个蛋白质对之间的物理联系,共观测到由2,000多个蛋白组成的互动网络。再结合生物信息数学方法和统计学图表理论,找到信号通道,以及它们之间潜在的信息交换点。研究人员称,找到了几百个以前所不知道的信息交换点。

    他们还使用基因测试,发现蛋白质间所有的信息交换点,并不是像以前认为的那样,通过单个信号通道交换信息,而是多个通道协作交换信息。

    “这是这项研究最惊人的发现之一。我们还发现,信号通道之间有高度联系,这包括物理联系和功能性联系。”这份研究的第一作者奥特曼(Melina Altmann)说。

    慕尼黑大学教授法特‧布劳恩(Pascal Falter-Braun)说,这项研究为打造适应未来的植物奠定了基础:“这项目研究为生物技术发展和培养植物,应对气候恶化对农业带来的挑战,提供了新的策略;另外,通过了解植物的信息,诸如需要较少的肥料、杀虫剂等信息,我们能够提升作物的抗旱能力。”

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