研究揭示植物根部如何感知光线

在黑暗中感受光明。照片来源:john renions博士/科学摄影图书馆

最近发表在《科学信号》杂志上的一项研究表明，植物似乎将阳光直接照射到地下的根部来帮助它们生长。

众所周知，茎、叶和花中的光感受器可以调节植物的生长。尽管根也拥有这些受体，但它们如何在黑暗的土壤深处感知光线仍不清楚。

韩国首尔国立大学的李孝俊和他的同事以十字花科的一种小型开花植物拟南芥为模型研究了这一现象。他们发现拟南芥的茎就像一根光缆，将光向下传输到一个叫做光敏色素的根受体。这引发了一种叫做HY5的蛋白质的产生，它能促进健康的根生长。

当这些植物被转化为具有光敏色素突变时，HY5的产量开始下降。然而，当它们有HY5突变时，它们的根生长受阻，延伸的角度非常奇怪。

为了验证光是直接在植物体内传播，而不是激活传递到根部的信号化学物质，研究人员通过光纤将光源连接到植物的茎上。根末端的地面探测器证实了光直接传输到这个点。

更重要的是，当他们用普通的植物信号化学物质如蔗糖处理暗拟南芥样品时，他们没有观察到根生长的任何显著增加。这表明这种化学物质无法推动增长。

该研究还发现，红光在植物中的传播效率最高。李说，这种光的波长越长可能越有利，因为它们可以比蓝色和绿色的波长传播得更远。同时，他说，大多数植物都有光敏色素，这表明光通过茎直接传输到根是优化根生长的常用机制。(慢慢地)