水滴對(duì)葉片的影響迅速觸發(fā)了植物的脅迫反應(yīng)

與人類相反，植物不會(huì)感到疼痛。但是，所謂的機(jī)械刺激(人，動(dòng)物的雨水，風(fēng)和物理沖擊)有助于在生化水平上激活植物的防御系統(tǒng)。反過來(lái)，這會(huì)觸發(fā)壓力荷爾蒙，除其他外，荷爾蒙可導(dǎo)致植物免疫系統(tǒng)增強(qiáng)。

這項(xiàng)新研究證實(shí)了先前研究的結(jié)果。但是，這一次，研究人員在整個(gè)基因組范圍內(nèi)更大規(guī)模地研究了分子變化，并著重研究了植物激素茉莉酸的作用和調(diào)控。

研究人員發(fā)現(xiàn)，水撞擊植物的葉子表面后短短十分鐘之內(nèi)，數(shù)千種基因，數(shù)百種蛋白質(zhì)和許多生長(zhǎng)激素受到了影響。他們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)從未見過的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)影響機(jī)械刺激如何增強(qiáng)植物的防御激素。

“這種刺激會(huì)導(dǎo)致植物開花延遲和生長(zhǎng)發(fā)育遲緩。但是，我們現(xiàn)在可以證明該植物對(duì)某些病原體的免疫反應(yīng)也有所增強(qiáng)，并且在很短的時(shí)間內(nèi)即可測(cè)量出該植物的生化變化隆德大學(xué)生物學(xué)研究員，這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人Olivier Van Aken說。

在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用了一個(gè)普通的植物噴霧瓶，將其放在軟噴霧器上。從15厘米的距離對(duì)植物進(jìn)行一次淋浴后，研究人員在處理后的幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)記錄了細(xì)胞水平上的分子變化。

Olivier Van Aken說：“我們的結(jié)果表明植物非常敏感，不需要大雨就可以在生化水平上受到影響和發(fā)出警報(bào)。”

但是，為什么植物對(duì)水滴的反應(yīng)如此強(qiáng)烈而又迅速呢?研究小組說，這可能是一種防御機(jī)制。當(dāng)下大雨時(shí)，水滴會(huì)從感染了細(xì)菌，真菌和病毒的植物中反彈，從而擊中健康的植物。

Olivier Van Aken說：“有病的葉子可以充當(dāng)彈射器，進(jìn)而將較小的帶有病原體的飛沫散布到幾米外的植物上。健康的植物可能希望保護(hù)自己而關(guān)閉。”

研究小組說，機(jī)械刺激起著比以前所認(rèn)為的重要得多的作用，并且不同種類的物理影響可以根據(jù)植物的年齡和生長(zhǎng)條件對(duì)植物產(chǎn)生積極和消極的影響。這些新發(fā)現(xiàn)會(huì)在哪些實(shí)際應(yīng)用中得到應(yīng)用?

“我們目前正在研究一種古老的日本農(nóng)業(yè)技術(shù)，該技術(shù)基于在生長(zhǎng)階段踩下谷物以獲得更豐盛的農(nóng)作物產(chǎn)量。我認(rèn)為，要了解機(jī)械刺激如何影響植物的知識(shí)還很多，有關(guān)知識(shí)可能會(huì)產(chǎn)生重大后果未來(lái)的農(nóng)業(yè)。” Olivier Van Aken說。