一個(gè)多世紀(jì)以來,我們對植物上的這些小“水氣球”的看法是錯(cuò)誤的

隨著我們對周圍宇宙的理解不斷加深,科學(xué)理論也在增長。就像持續(xù)了 100 多年的那個(gè),關(guān)于氣球狀“膀胱”在有彈性的植物上的功能包括藜麥.

人們認(rèn)為這些微小的氣球可以保護(hù)植物免受干旱等危險(xiǎn)和鹽.一項(xiàng)新的研究表明,事實(shí)并非如此;事實(shí)上,它們旨在抵御各種危險(xiǎn),以害蟲和疾病的形式出現(xiàn)。

這一發(fā)現(xiàn)是由研究人員做出的,他們希望更詳細(xì)地探索最初的假設(shè)。為此,他們培養(yǎng)了變種人藜麥植物制冰廠沒有通常的球囊覆蓋物(技術(shù)上稱為表皮膀胱細(xì)胞或 EBC)。

昆蟲更有可能在沒有氣球的情況下攻擊植物(右)。(穆格等人,當(dāng)前生物學(xué), 2023)

“無論我們是將鹽水倒在沒有膀胱細(xì)胞的突變植物上,還是將它們暴露在干旱中,它們的表現(xiàn)都非常出色,超出了預(yù)期,”丹麥哥本哈根大學(xué)的生物學(xué)家馬克斯·穆格(Max Moog)。“所以,有些不對勁。”

“另一方面,我們可以看到它們被小昆蟲嚴(yán)重侵?jǐn)_ - 不像覆蓋著膀胱細(xì)胞的植物。

研究人員認(rèn)為,微型氣球可以阻擋害蟲,當(dāng)微小的生物如薊馬試著咬一口植物,它們最終會(huì)得到一口由 EBC 攜帶的有毒溶液。

對EBC內(nèi)容物的進(jìn)一步分析顯示,其中一種成分是草酸,對害蟲有毒。然而,存在的鹽分并不比周圍的細(xì)胞多,這表明這些氣球充當(dāng)過量鹽分的溢流室的想法是不正確的。

更重要的是,研究小組還觀察到,突變的、沒有氣球的植物更容易受到丁香假單胞菌 Pseudomonas syringae,是植物中最常見的細(xì)菌性病害之一。這很可能歸因于氣球的覆蓋方式氣孔在植物的葉子上,這通常是細(xì)菌用來入侵的途徑。

那么,為什么一個(gè)不準(zhǔn)確的假設(shè)能存活這么久呢?研究人員認(rèn)為,過去的研究可能基于相似的植物物種或類似于EBC的機(jī)制做出了不準(zhǔn)確的假設(shè)。此外,隨著時(shí)間的推移,研究技術(shù)和分析方法都在穩(wěn)步改進(jìn)。

毫無疑問,像這樣的植物對干旱和鹽分等非生物脅迫源具有很強(qiáng)的抵抗力,但似乎這些EBCs并沒有提供保護(hù)。相反,它是生物應(yīng)激源氣球防范的。

在一個(gè)世界中,開發(fā)耐寒、堅(jiān)韌的植物(如藜麥和冰草)非常重要隨著氣候變化,該研究應(yīng)有助于培育免受多種威脅的品種。

“藜麥被吹捧為一種面向未來的作物,因?yàn)樗缓鞍踪|(zhì),對干旱和鹽分具有很強(qiáng)的耐受性,因此氣候變化,"哥本哈根大學(xué)的生物學(xué)家邁克爾·帕爾姆格倫。

該研究已發(fā)表在當(dāng)前生物學(xué).

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