茶树为啥更不怕冷?角鲨烯是关键

2025-02-18ASPCMS社区 - fjmyhfvclm

在植物研究领域,一项新发现为我们揭示了茶树之间独特的 “交流” 方式。近期,科研人员发现角鲨烯在茶树间的双向通信中扮演关键角色,它作为反馈信号分子,能够提升茶树的抗寒能力,这一成果对茶树种植和植物通信研究意义重大。

一直以来,植物间的相互作用都是科学家们关注的重点。植物会释放挥发性有机化合物(VOCs)来应对外界刺激,这些化合物在植物与周围环境的相互作用中发挥着重要作用。此前研究多聚焦于接收植物对信号的响应,对于接收植物如何向发出信号的植物反馈以及后续影响,我们知之甚少。

此次研究中,科研人员以茶树为研究对象。低温是影响茶树生长、存活和地理分布的重要环境因素,此前研究发现,低温诱导的挥发性化合物能增强邻近茶树的抗寒能力。但植物间通信的互惠性尚不明确,接收植物能否产生对原信号发出植物有益的信号也有待探究。

科研人员通过对比有无邻近植株的茶树的抗寒能力,发现有邻近植株的茶树在低温环境下表现出更强的抗寒能力,这表明植物间的通信是双向的,不仅有利于接收植物,还能增强发出信号的植物自身的抗寒能力。

为了进一步探究其中的机制,科研人员设计了反馈实验。他们让健康和受冷胁迫的茶树向接收植物释放空气传播信号,之后收集接收植物释放的 “响应 VOCs”,并将其吹回受冷胁迫的茶树。实验结果显示,接收植物释放的挥发性信号能增强发出信号的茶树的抗寒能力。经过检测,科研人员发现接收植物释放的角鲨烯含量存在差异,受冷胁迫的茶树对应的接收植物(R2)释放的角鲨烯显著高于健康茶树对应的接收植物(R1)。

通过一系列实验,科研人员发现角鲨烯能通过促进油菜素甾酮(CS)积累和激活 CsCBF5 表达,进而提高发出信号的茶树的抗寒能力,而不是激活 ICE-CBF1 途径。进一步研究发现,角鲨烯诱导的 CS 积累直接激活了由 CsBES1/BZR1 调控的 CsCBF5 表达,从而揭示了角鲨烯 - CS - BES1/BZR1 - CBF5 途径在植物双向通信中的作用。

该研究的主要研究者表示:“这项研究揭示了植物间信息交换和相互支持的机制,拓展了我们对植物相互作用的理解。这不仅有助于我们深入了解植物的生存策略,还可能为茶树种植提供新的思路,比如在寒冷地区,可以通过调节茶树间的这种通信机制,提高茶树的抗寒能力,减少低温对茶树的损害。”

此次关于茶树通过角鲨烯进行双向通信的发现,为植物科学研究打开了新的窗口。未来,科研人员将继续深入研究这一机制在其他植物中的普遍性,以及如何更好地利用这一发现服务于农业生产和生态保护。

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