一組科學家第一次繪製了一份植物內部的信號通道網絡圖,對植物如何處理來自周圍環境的信息有了全新的認識。這有助於科學家傾聽植物的需求,幫助作物應對日益惡化的環境。

一棵植物站在地裏,為了生長、結果、繁殖,必須不停了解關於周圍環境內水份、營養、病原體等信息,並進行綜合,讓自身做出應對。

現在世界很多地方旱化現象日益嚴重,如果能從在分子層面了解植物的信息處理過程,將對植物可持續性的保護很重要。

在此之前,科學家只知道不同的植物荷爾蒙刺激分子信號通道,導致植物生長和變化,比如果實的成熟、或對乾旱的應對等。但是科學家並不清楚這些信號通道之間具體如何運作、如何交換信息。

這份近期發表在《自然》(Nature)期刊上、由德國慕尼黑亥姆霍茲研究中心(Helmholtz Zentrum Munchen)和慕尼黑大學(LMU)的研究者們合作的研究,第一次繪製了一份植物分子蛋白網絡,幫助科學家了解植物處理環境信息的機制。

研究人員使用新一代管道自動檢查器,探索了1,700多萬個蛋白質對之間的物理聯繫,共觀測到由2,000多個蛋白組成的互動網絡。再結合生物信息數學方法和統計學圖表理論,找到信號通道,以及它們之間潛在的信息交換點。研究人員稱,找到了幾百個以前所不知道的信息交換點。

多個通道協作交換信息

他們還使用基因測試,發現蛋白質間所有的信息交換點,並不是像以前認為的那樣,通過單個信號通道交換信息,而是多個通道協作交換信息。

「這是這項研究最驚人的發現之一。我們還發現,信號通道之間有高度聯繫,這包括物理聯繫和功能性聯繫。」這份研究的第一作者奧特曼(Melina Altmann)說。

慕尼黑大學教授法特布勞恩(Pascal Falter-Braun)說,這項研究為打造適應未來的植物奠定基礎:「這項目研究為生物技術發展和培養植物,應對氣候惡化對農業帶來的挑戰,提供了新的策略;另外,通過了解植物的信息,諸如需要較少的肥料、殺蟲劑等信息,我們能夠提升作物的抗旱能力。」◇