全球熱消息：科學家找到植物抗蟲系統開關 并且嘗試讓其在高溫下工作

(資料圖)

現在，研究人員說，他們已經確定了植物細胞中的一種特定蛋白質，解釋了為什么免疫力會隨著溫度的升高而減弱。他們還發現了一種扭轉這種損失并加強植物對熱防御的方法。這些發現發表在《自然》雜志上，是在一種名為擬南芥的白花植物中發現的，它是植物研究中的"實驗室老鼠"。如果同樣的結果在農作物中得到證實，這對變暖的世界中的糧食安全來說將是一個好消息。

科學家們幾十年來一直知道，高于正常溫度會抑制植物制造水楊酸的能力，水楊酸是一種防御荷爾蒙，可以啟動植物的免疫系統，在入侵者造成過多損害之前阻止它們。然而，這種免疫力崩潰的分子基礎并不為人所知。在2010年代中期，研究人員發現即使是短暫的熱浪也會對擬南芥植物的激素防御系統產生巨大影響，使它們更容易被一種叫做丁香假單胞菌的細菌感染。

通常，當這種病原體攻擊時，植物葉片中的水楊酸水平會上升7倍，以防止細菌擴散。但是當溫度上升到86華氏度以上僅僅兩天，植物就不能再制造足夠的防御激素來阻止感染。利用下一代測序技術，研究人員比較了受感染的擬南芥植物在正常和升高的溫度下的基因讀數。結果發現，許多在高溫下被抑制的基因是由同一個分子調節的，一個叫做CBP60g的基因。CBP60g基因就像一個控制其他基因的主開關，因此任何下調或"關閉"CBP60g的行為都意味著許多其他基因也被關閉了，它們不制造使植物細胞建立水楊酸的蛋白質。

進一步的實驗顯示，當它變得太熱時，開始閱讀CBP60g基因中的遺傳指令所需的細胞機器不能正常組裝，這就是為什么植物的免疫系統不能正常工作。研究小組能夠表明，CBP60g基因持續"開啟"的突變體擬南芥植物能夠保持其防御激素水平，即使在熱應激下也能阻止細菌。

接下來，研究人員找到了一種方法來設計抗熱植物，這些植物只有在受到攻擊時才會打開CBP60g主開關，而且不會使其生長受阻，如果這些發現能夠幫助保護植物防御系統而不對作物產量產生負面影響，那么這一點就非常關鍵。