面对气候变化,肥料和水的需求极大的增加了能源和环境的成本,如何让作物更有效地吸收营养和水分,从而增加产量显得越发重要。英国Bristol大学的科学家揭示了如何增加植物根毛长度,使植物更有效地吸收水和养分,从而可能提高作物产量。研究论文发表于最新一期的的Nature Cell Biology。
论文第一作者、Bristol大学生物学博士生Angharad (Harry) Jones表示:“每根根毛都是一个单独的伸长的细胞,其长度依赖于植物生长激素的供给程度。难点在于理解植物生长素如何传送到根毛来促进生长。”
由于无法直接观察到植物生长素,Jones使用了由美国巴德学院(Bard College)物理学家Eric Kramer创建的计算机模型来计算植物生长素可能会出现的位置。模型揭示出了令人惊奇的结果,植物生长素不是直接到达根毛细胞,而是通过旁边的细胞作为管道来传输。在传输过程中,一些植物生长素发生泄露,为根毛细胞提供了令其生长的信号。这一新的见解将非常有助于农民培育可持续性作物,而且可降低肥料浪费,从而避免对生态系统造成严重破坏。
论文通讯作者、Bristol大学的Claire Grierson补充道:“这一重要的新工作是‘综合生物学’的一个例子,是一种创新的、多学科方法,利用数学模型和计算机模拟来验证单靠实验很难或无法研究的想法。这一方法产生了对生物学机理突破性和令人惊奇的理解,而用其它方法很可能无法发现。”
研究结果还表明,增加根毛是可能干扰生长素供应和导致其他重要性状问题例如植物对重力和根分枝的响应。 至于出现这些问题的原因,还有待研究。
1880年,达尔文和他的儿子Francis第一次发现了植物的向光性生长,这一发现最后导致了植物激素的发现。(小知识)



