美國的科學(xué)家日前稱,，他們最近在一項研究中發(fā)現(xiàn),，植物其實比我們想像的要聰明得多,，當(dāng)它們受到外部傷害時,，能夠向根部發(fā)出化學(xué)信號以尋求幫助。
這項關(guān)于植物生理和神經(jīng)系統(tǒng)的研究是由美國國家科學(xué)基金提供資金支持,，美國特拉華大學(xué)具體負(fù)責(zé)實施,。近日，特拉華大學(xué)科學(xué)家們宣布了最新的研究成果,，《植物生理學(xué)》也將在11月份出版的雜志上刊出詳細(xì)的研究進(jìn)展,。科學(xué)家們宣稱他們在研究中發(fā)現(xiàn),，當(dāng)植物受到致病細(xì)菌的攻擊時,，葉子會向根部發(fā)現(xiàn)求救信號。根部接收到求救信號后也會立即作出反應(yīng),，分泌出一種攜帶有益菌類的酸性物質(zhì)解圍,。在年初已有研究表明,，寄生植物可以感受到寄主的信息交流系統(tǒng)。新的發(fā)現(xiàn)是在年初研究成果基礎(chǔ)上的重要進(jìn)展,。
美國特拉華大學(xué)植物與土壤科學(xué)教授哈什·拜耶斯介紹說,，“植物比我們想象的要聰明得多。人們通常認(rèn)為,，植物最容易受到有害真菌或細(xì)菌的攻擊卻毫無反應(yīng),。但我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)植物其實有多種求救的方式。”拜耶斯利用一種名為“丁香假單胞菌”的病原菌去感染擬南芥的葉片,，很快擬南芥就開始出現(xiàn)病情,。但是在其根部被灌輸了一種名為“枯草芽孢桿菌”的有益細(xì)菌后，生病的擬南芥能夠很快地康復(fù),。農(nóng)民也可以向土壤中施加帶有“枯草芽孢桿菌”的肥料以增強(qiáng)植物的免疫力,，“枯草芽孢桿菌”會在植物根部周圍形成一層抗菌保護(hù)膜。
利用分子生物手段,，科學(xué)們檢測了這種從葉片傳送到根部的“呼救”信號。生長于含有“枯草芽孢桿菌”土壤中的根部,，會對信號做出反應(yīng),，并分泌出一種富含碳元素的化學(xué)物質(zhì)——“蘋果酸”。拜耶斯解釋說,，所有植物都可以合成蘋果酸,，但是只能是在特殊的情況下或為了某種特殊目的。在實驗中,，植物會主動分泌出蘋果酸來吸引“枯草芽孢桿菌”,。根部和葉片的放大圖像顯示，植物的自我防衛(wèi)反應(yīng)正是由這種有益菌提供的,?？茖W(xué)家們目前還沒搞清楚這種從葉部傳送到根部的求救信號到底是什么，這一問題仍需進(jìn)一步的實驗和研究,。
美國科學(xué)家的研究還發(fā)現(xiàn),，谷類植物在受到一些害蟲侵?jǐn)_時，如一種被稱為埃及棉葉寄生的毛蟲,，就會散發(fā)出一種雞尾酒般的氣味,。寄生黃蜂就依靠這種氣味來尋找這些毛蟲，并將卵產(chǎn)在那里,，這樣黃蜂的幼蟲就會以毛蟲為食,。不久以后，毛蟲就會全部死亡,，谷類植物因此免于蟲害之災(zāi),。以玉米為例,，它只有一種基因TPS10來吸引寄生黃蜂，這種基因中攜帶有萜類合成酶的信息,，這種酶能生成萜烯化合物的氣味,，植物就是通過散發(fā)這種氣味來吸引寄生黃蜂的。由于這種機(jī)制是基于單個基因,，因此對培育更有效對抗病蟲害的谷類植物作用很大,。
研究人員對玉米遭受蟲害時散發(fā)的氣味進(jìn)行了破解，以確定這種氣味酶的種類,。通過對萜類合成酶不同基因的隔離研究,，研究人員發(fā)現(xiàn)這種九類氣味的混合物是由基因TPS10生成的。此后,，科學(xué)家又把基因TPS10植入了另一種植物阿拉伯芥,。為了測試其散發(fā)的氣味能否吸引黃蜂，研究人員把能夠散發(fā)氣味的阿拉伯芥和未經(jīng)改造的阿拉伯芥同時放置在一個嗅覺計中,。當(dāng)寄生黃蜂被放入嗅覺計中后,，它們就飛向了散發(fā)氣味的阿拉伯芥。從目前的研究結(jié)果來看,，至少有15種植物在遭受病蟲害時能夠散發(fā)出一定的氣味來吸引害蟲的天敵,。科學(xué)家將這種機(jī)制稱為“間接防御”,。先前的研究還發(fā)現(xiàn),，這種植物的間接防御功能不僅在地面上有，在地下也同樣存在,。（生物谷Bioon.com）
