东京大学(University of Tokyo)科研人员及其合作者研究发现,当植物失去幼芽(进行光合作用的关键地表器官)时,植物激素细胞分裂素将增强其根部光合作用能力。这项发现有望揭示植物在不同条件下提高自身光合作用能力的生理机制。
质体只存在于植物中,是细胞内执行具体功能的细胞器,或者说是结构单元,它在不同的细胞内有不同的用途,可以为各种细胞功能提供支持。在各种质体中,叶绿体负责光合作用,是植物生长必不可少的元素。然而,植物如何通过控制叶绿体生长来适应不同组织和细胞的功能,这一问题始终困扰着科学家。
研究小组用拟南芥进行试验,证明植物在幼芽(叶和茎)受损时,会通过一种可对植物创伤做出响应的蛋白质来提升对细胞分裂素的敏感度,增加其根部光合作用能力。该小组进一步发现,另一种参与叶绿体生长的蛋白质(转录因子GNL)也深度参与这一反应过程。植物根部一般依赖地表光合作用来提供能量,但现在的结果表明,植物地表器官,即幼芽受损时,它们会通过改变激素平衡来诱发叶绿体生长、增强根部光合活动、修复受损组织,从而增加存活几率。
以往大多数有关光合作用的研究都只关注叶片。这项研究中,科学家将重点放在了通常不参与光合作用的根部的绿化现象上,对植物叶绿体生长调节机制有了新的认识。如果将一棵野草从地里拔出几天后,它的根部长出了新芽,那可能就是当前研究发现的机制在起作用,它使根部光合作用加强了。目前的成果将大大有助于科学家进一步阐释植物如何灵活适应不同生长条件和环境状况,进而维持并扩大光合作用生产能力的机制。
(编译 徐倩)