当植物受到伤害时,它会发出“SOS”来保护植物

当食草动物,比如昆虫,啃着一片植物的叶子,作为各种植物防御策略之一,植物会发出“SOS”或遇险信号。这是基于由Masatsugu Toyota领导的研究小组所观察到的。因此,受伤的叶子使远方的叶子完好无损意识到的它被吃掉了。

Masatsugu Toyota与Simon Gilroy合作,威斯康星大学麦迪逊分校植物学教授。1现在,丰田在日本埼玉大学与日本科学技术署的一组研究人员合作,密歇根州立大学和密苏里大学。他们的研究结果可通过《华尔街日报》在网上查阅科学2

植物防御机制中的快速信号

植物防御
在叶尖提供谷氨酸后,钙在植物中传播。图像取自视频丰田,尽et al。描述了他们最近对一种突变拟南芥的研究数据。1

在此之前,丰田et al。知道当植物受伤时,它释放信号分子释放电荷,然后蔓延到整个植物。然而,他们不知道这个系统的背后是什么。3.现在,研究小组推断,这个信号可能是钙,因为它带电荷,并且能够产生这样的信号。1

研究小组研究了一种突变体拟南芥。他们设计了一种突变模型植物可以合成荧光蛋白,但只在钙周围。这样做,它们可以实时跟踪钙。

植物防御涉及谷氨酸

尽管植物缺乏动物的神经和神经系统,作为植物防御机制的一部分,这些植物具有相当类似的系统信号系统。

在动物中,谷氨酸是中枢神经系统主要的、快速的兴奋性神经递质之一。丰田et al。阐明,在植物中,谷氨酸也存在。受伤的叶子释放谷氨酸,这个分子被glutamate-receptor-like离子通道。因此,这些离子通道导致钙离子浓度的峰值。这些钙离子,然后,通过。向植物的其他部分扩散韧皮部血管系统胞间连丝2

这个视频从威斯康辛大学麦迪逊分校校园连接显示叶尖补充谷氨酸后钙的波动。植物发出荧光表明钙是如何在植物中扩散的。

求救信号

几分钟后,接收求救信号的区域会释放化学物质。防御相关荷尔蒙的释放,例如,使植物变得对食草动物不可口。在另一起案件中,这个工厂排放易挥发的化学物质到调用对昆虫的盟友,例如寄生蜂。这是一种间接的植物防御策略。黄蜂能识别食草动物以这种植物为食的求救信号。他们,然后,到植物中去寻找食虫毛虫宿主并产卵,因此,最终杀死后者。4

植物不像动物那样有随意移动的能力。当然,它们不能像猎物逃避捕食者那样逃离食草动物。尽管如此,这些植物具有战略上保护它们不受它们的捕食者尽管在地里扎根很深。一个这样的植物防御机制需要化学物质。特别是,谷氨酸在动物体内起类似神经传递素的作用。这证明了植物也可以是复杂的,动态的,在处理它方面也很有效“捕食者”

-玛丽亚·维多利亚·冈扎加

引用:
1汉密尔顿,E。(2018年9月。13)。光焰揭示了植物如何发出长距离危险信号。威斯康星大学麦迪逊分校新闻。检索自https://news.wisc.edu/blazes-of-light-expeal-how-plants-signal-danger-long-distance/
2丰田,M。斯宾塞,D。Sawai-Toyota,D。嘉奇,W。张,T。古,一个。J。,豪,G.A。尽,年代。(2018)。谷氨酸触发长途,钙基植物防御信号。科学,361(6407):1112。DOI:10.1126 / science.aat7744
3.斯塔尔,M。(2018年9月。14)。当植物受到伤害时,会发生一种奇妙的反应,使它们更像动物。ScienceAlert.com。从https://www.sciencealert.com/plant-damage-response-defence-calcium-ions-glutamate-fluorescent获取
4菲利普斯K。(2014年9月。22)。割草的气味发出求救信号,帮助抵抗昆虫的攻击,研究人员说。检索自https://today.agrilife.org/2014/09/22/mown-grass-嗅觉-sends-sos-for-help-in-resistant-bu虫-attacks-researchers-say/