科研：揭示植物根部如何感知光線

　　一項(xiàng)日前發(fā)表于《科學(xué)—信號(hào)》雜志的研究表明，植物似乎會(huì)將陽(yáng)光直接輸送到地下根部，以幫助它們生長(zhǎng)。

　　眾所周知，莖部、葉子和花朵中的光受體能調(diào)控植物生長(zhǎng)。雖然根部也擁有這些受體，但至今尚不明確它們?nèi)绾卧诤诎档耐寥郎钐幐兄饩€。

　　來(lái)自韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)的Hyo-Jun Lee和同事利用一種來(lái)自十字花科的小型開(kāi)花植物——擬南芥作為模型，研究了該現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn)，擬南芥的莖會(huì)像纖維光纜一樣發(fā)揮作用，將光線向下傳導(dǎo)給被稱為光敏色素的根部受體。這觸發(fā)了一種名為HY5、促使根部健康生長(zhǎng)的蛋白產(chǎn)生。

　　▲在黑暗處感知光線。(圖片來(lái)源：Dr John Runions/Science Photo Library)

　　當(dāng)這些植物被改造成擁有光敏色素突變時(shí)，HY5的產(chǎn)量開(kāi)始下降。而當(dāng)它們擁有HY5突變時(shí)，其根部生長(zhǎng)受到阻礙并且伸展的角度非常怪異。

　　為證實(shí)光線是被直接在植物體內(nèi)傳輸?shù)亩瞧浼せ盍舜┬兄粮康男盘?hào)化學(xué)物質(zhì)，研究人員通過(guò)光纖將一個(gè)光源連接到植物莖部。位于根部末端的地面探測(cè)器證實(shí)，光線被直接傳輸至此。

　　更重要的是，當(dāng)他們用諸如蔗糖等常見(jiàn)的植物信號(hào)化學(xué)物質(zhì)處理黑暗中的擬南芥樣本時(shí)，并未觀察到根部生長(zhǎng)有明顯增快的跡象。這表明，此類化學(xué)物質(zhì)并不能驅(qū)動(dòng)生長(zhǎng)。

　　研究還發(fā)現(xiàn)，紅色光線在植物體內(nèi)移動(dòng)的效率最高。Lee介紹說(shuō)，此類光線的長(zhǎng)波長(zhǎng)可能是有利的，因?yàn)楹洼^短的藍(lán)色和綠色波長(zhǎng)相比，它們能穿行得更遠(yuǎn)。他同時(shí)表示，大多數(shù)植物都擁有光敏色素，而這表明，直接將光線通過(guò)莖干輸送至根部是一種被用于優(yōu)化根部生長(zhǎng)的常見(jiàn)機(jī)制。