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研究揭示植物根部如何感知光線


添加時間:2016-11-03 | 返回首頁
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  一項日前發表于《科學—信號》雜志的研究表明,植物似乎會將陽光直接輸送到地下根部,以幫助它們生長。
 
  眾所周知,莖部、葉子和花朵中的光受體能調控植物生長。雖然根部也擁有這些受體,但至今尚不明確它們如何在黑暗的土壤深處感知光線。
 
  來自韓國首爾國立大學的Hyo-Jun Lee和同事利用一種來自十字花科的小型開花植物——擬南芥作為模型,研究了該現象。他們發現,擬南芥的莖會像纖維光纜一樣發揮作用,將光線向下傳導給被稱為光敏色素的根部受體。這觸發了一種名為HY5、促使根部健康生長的蛋白產生。
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  ▲  在黑暗處感知光線。(圖片來源:Dr John Runios/Science Photo Library)
 
  當這些植物被改造成擁有光敏色素突變時,HY5的產量開始下降。而當它們擁有HY5突變時,其根部生長受到阻礙并且伸展的角度非常怪異。
 
  為證實光線是被直接在植物體內傳輸的而非其激活了穿行至根部的信號化學物質,研究人員通過光纖將一個光源連接到植物莖部。位于根部末端的地面探測器證實,光線被直接傳輸至此。
 
  更重要的是,當他們用諸如蔗糖等常見的植物信號化學物質處理黑暗中的擬南芥樣本時,并未觀察到根部生長有明顯增快的跡象。這表明,此類化學物質并不能驅動生長。
 
  研究還發現,紅色光線在植物體內移動的效率最高。Lee介紹說,此類光線的長波長可能是有利的,因為和較短的藍色和綠色波長相比,它們能穿行得更遠。他同時表示,大多數植物都擁有光敏色素,而這表明,直接將光線通過莖干輸送至根部是一種被用于優化根部生長的常見機制。

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