與動(dòng)物不同，植物不能自由移動(dòng)以逃避威脅生命的條件。這種限制意味著他們需要策略來保護(hù)自己免受自然環(huán)境中遇到的各種壓力。這些環(huán)境壓力在本質(zhì)上可以是物理的(非生物的)，如干旱和高鹽度，也可以是生物的，如微生物病原體和害蟲的攻擊。植物的潛在保護(hù)機(jī)制包括針對(duì)每種脅迫的誘導(dǎo)脅迫反應(yīng)。然而，植物可利用的資源有限，這意味著特殊的防御也會(huì)造成一個(gè)問題：誘導(dǎo)的對(duì)物理脅迫(如干旱)的脅迫反應(yīng)對(duì)病原體攻擊的抵抗力較低。當(dāng)植物同時(shí)受到物理和生物壓力時(shí)會(huì)發(fā)生什么？現(xiàn)在，由德國(guó)科隆馬克斯普朗克植物育種研究所的津田健一和保羅舒爾茨-勒費(fèi)爾特領(lǐng)導(dǎo)的研究人員已經(jīng)回答了這個(gè)問題。
許多植物對(duì)壓力的反應(yīng)是由稱為植物激素的小信號(hào)分子介導(dǎo)的。作者在他們的研究中關(guān)注兩種特定的脅迫途徑：一種是由脫落酸(ABA)介導(dǎo)的，它觸發(fā)了保護(hù)植物免受非生物脅迫的過程，另一種是水楊酸(SA)，它提供了對(duì)病原體的保護(hù)。為了有效分配資源，激活A(yù)BA介導(dǎo)的防御抑制SA反應(yīng)。為了確定這種串?dāng)_在遭受物理和病原體脅迫的植物中的重要性，作者首先研究了模式植物擬南芥中兩種植物激素途徑之間的串?dāng)_。令人驚訝的是，作者發(fā)現(xiàn)暴露于ABA的植物只能阻斷較老葉片中SA依賴反應(yīng)臂的活性，這使得這些植物對(duì)細(xì)菌感染更敏感，同時(shí)保護(hù)幼葉免受這種SA反應(yīng)阻斷。他們利用RNA測(cè)序技術(shù)鑒定了一個(gè)名為PBS3的基因，該基因后來被證明負(fù)責(zé)保護(hù)幼葉免受ABA介導(dǎo)的免疫抑制。他們?cè)诟珊岛透啕}脅迫等物理壓力下進(jìn)行了類似的觀察。因此，植物基于葉齡主動(dòng)平衡生物和物理應(yīng)激反應(yīng)之間的平衡。他們?cè)诟珊岛透啕}脅迫等物理壓力下進(jìn)行了類似的觀察。因此，植物基于葉齡主動(dòng)平衡生物和物理應(yīng)激反應(yīng)之間的平衡。他們?cè)诟珊岛透啕}脅迫等物理壓力下進(jìn)行了類似的觀察。因此，植物基于葉齡主動(dòng)平衡生物和物理應(yīng)激反應(yīng)之間的平衡。
至關(guān)重要的是，PBS3的缺乏不僅會(huì)影響復(fù)合脅迫下的幼葉，還會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)受損和種囊數(shù)量減少，從而影響植物的整體生殖健康。因此，依賴于葉齡的生物和物理脅迫反應(yīng)之間的主動(dòng)平衡機(jī)制增加了植物在復(fù)合脅迫下的適應(yīng)性。
還有幾個(gè)重要的問題：例如，其他植物，如農(nóng)作物，會(huì)平衡壓力-反應(yīng)平衡來維持生長(zhǎng)和繁殖嗎？PBS3如何保護(hù)幼葉免受非生物脅迫引起的免疫抑制？考慮到壓力和反應(yīng)之間的權(quán)衡將對(duì)作物生產(chǎn)力產(chǎn)生重大影響，回答可持續(xù)農(nóng)業(yè)的這些問題非常重要。
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