初春時節(jié),,當人類在寒冷的天氣中瑟瑟發(fā)抖時,,茶樹們正在上演一場精彩的“植物聯(lián)盟”大戲,。近日,,安徽農(nóng)業(yè)大學茶樹種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用全國重點實驗室宋傳奎教授團隊發(fā)現(xiàn)了茶樹界不為人知的社交密碼。原來,,這些看似安靜的茶樹,,竟會通過化學信號(類似人的語言)進行雙向?qū)υ挘瑢崿F(xiàn)“抱團取暖度寒冬”,。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際學術(shù)期刊《科學進展》上,。
茶樹是全球重要的葉用型經(jīng)濟作物。研究發(fā)現(xiàn)低溫是限制其生長和地理分布的主要環(huán)境脅迫因素之一,。傳統(tǒng)研究認為,,植物可通過釋放揮發(fā)物單向傳遞脅迫信號,但鄰近植株能否“回應(yīng)”并形成互助機制始終成謎,。為此,,宋傳奎團隊設(shè)計了氣體雙向交流實驗,發(fā)現(xiàn)當受低溫脅迫的茶樹(供體)周圍有正常茶樹(受體)存在的情況下,,供體的抗寒能力會顯著提高,,證實了茶樹存在著“抱團取暖”的現(xiàn)象?;诖?,團隊提出了一個大膽的推測:受體植株并非被動接收信號,與人類的語言交流類似,,植物之間也存在“對話”交流,。
為了證明這一推測,科研人員通過大量實驗,發(fā)現(xiàn)當一株茶樹感知低溫,,會立即釋放特殊氣味分子,,而鄰近茶樹不僅能接收警報,還會回復(fù)“抗寒攻略”——一種名為角鯊烯的神秘物質(zhì),。隨后,,科研人員通過一系列實驗解析了角鯊烯通過“角鯊烯-甾醇信號-CsCBF5”模塊調(diào)控茶樹抗冷的分子機制。換句話說,,就是低溫下茶樹釋放特定的揮發(fā)性物質(zhì),,提高鄰近茶樹的抗寒性,而接收者釋放“抗寒密鑰”角鯊烯,,可促進供體茶樹體內(nèi)一種甾醇激素(CS)積累,,啟動其抗寒核心開關(guān)CsCBF5基因,進而激活茶樹抗寒核心響應(yīng)因子,,形成互助閉環(huán),。
科研人員通過研究揭示了一個十分有趣的現(xiàn)象,即茶樹群體可能存在著天然的“抗寒信息網(wǎng)”,。每株茶樹既是信號發(fā)射塔又是接收器,,通過揮發(fā)性物質(zhì)組成信息網(wǎng)絡(luò)。當寒流來襲,,整個茶園會像多米諾骨牌般層層激活防御系統(tǒng),,形成1+1>2的群體抗寒效應(yīng)。
宋傳奎認為,,該研究不僅突破了對植物間單向預(yù)警的傳統(tǒng)認知,,而且為植物群體智能響應(yīng)提供了全新研究范例?!拔覀冋谄谱g植物王國的加密語言,,或許十年后,茶園管理者能通過‘植物翻譯器’實時監(jiān)測作物應(yīng)激對話,?!彼蝹骺硎尽?span style="text-wrap: wrap;">(記者 洪敬譜 通訊員 姜家生)
編輯:周大為