可控制植物生长的“开关” 学术资讯

根是与植物生存、生长密切相关的植物器官。了解它们的功能和发育对提高农作物产量至关重要。但人类对根的研究历来不如植物的地上部分那么深入。

美国加州大学河滨分校（UCR）的研究人员在拟南芥的根细胞中发现了一种控制植物生长的蛋白质（IRK），关闭产生IRK的基因会导致植物根细胞的分裂次数增加，长出更粗壮的根，更利于植物从土壤中吸收营养。相关论文发表在《发育细胞》杂志中。在这个农作物随时可能被气候变化压垮的时代，这无疑是个好消息。

“我们在寻找植物细胞分裂扩增方式的线索时发现了IRK蛋白。当IRK存在时，根会感知到一种信号，让细胞不再分裂，”研究负责人、UCR植物科学助理教授Jaimie Van Norman说，“如果能让植物忽略这种信号，我们或许就能让它在原本不可能的条件下生长。

当然，在某些情况下，农民也有限制植物生长的需求。例如，让杂草的生长受阻，或者为了躲避风暴暂停农作物生长。IRK蛋白对这两个目标都有帮助。这一发现为我们提供了一种控制植物生长的方法。”

此前，研究人员已经阐明了从根到芽或从芽到根的纵向细胞信号的作用。“科学界一直存在一个假设，即根细胞之间的横向交流也很重要。我们的研究为这个假设提供了新的证据。”Van Norman说。

通常，农作物面临的最大挑战是干旱和土壤盐分过高。自然和人为因素都会导致盐在土壤中积累。如果在土壤表面积累了太多的盐分，植物的生长就会受到阻碍，甚至导致作物完全歉收。农民的传统解决方法是过度灌溉农田，将盐分输送到土壤深处，以减轻盐对农作物的危害。然而，由于水量减少和水质变差，这种做法饱受争议。

虽然Van Norman的团队目前只在拟南芥中测试了关闭IRK基因的效果，但研究人员在其他作物中也发现了IRK蛋白。Van Norman说：“通过这项研究，我们了解了关闭产生IRK的基因时的情况。接下来，我们想要探究植物在受到环境胁迫时，更粗壮的根是否更有优势。”

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编译：花花

审稿：西莫

责编：雷鑫宇

期刊来源：《发育细胞》

期刊编号： 1534-5807

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可控制植物生长的“开关”