赫尔辛基大学研究人员发现,氧气和乙烯扩散可触发植物伤口愈合
2025-07-08 11:07
来源:赫尔辛基大学
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赫尔辛基大学科学家取得一项重要成果,他们发现了植物修复保护性外层周皮的机制,即乙烯和氧气通过伤口扩散会触发修复,这一发现对作物抗逆性和粮食保鲜意义重大,相关研究发表在《自然》杂志上。

所有生物体都有保护性屏障组织抵御环境侵害,植物的周皮构成坚韧木栓层,可防止水分流失、阻挡有害微生物,像马铃薯皮和树皮就是周皮。赫尔辛基大学生物与环境科学学院 Ari Pekka Mähönen 教授领导的研究小组,以模式植物拟南芥为对象展开研究。他们发现,完整周皮几乎不透气体,植物激素乙烯气体在植物组织内积聚,氧气则因正常生长被耗尽。而当周皮受伤时,情况改变,乙烯逸出,氧气通过伤口进入,这些变化成为警告信号,触发植物开始再生周皮。一旦新屏障形成,气体扩散再次受限,乙烯积累、氧气耗尽,又发出再生停止、恢复正常生长的信号。

Hiroyuki Iida 博士是 Mähönen 团队该项目的首席科学家,他介绍道,研究团队最初发现乙烯在再生中的作用,随后与牛津大学植物氧感应领域顶尖专家 Francesco Licausi 教授合作,发现了氧气的作用。这一发现揭示了植物监测损伤的一种简单且有效的策略。Iida 博士还强调,气体通过伤口扩散不仅是受伤结果,更是启动愈合的信号。

该发现意义深远。了解周皮再生触发机制,有助于提高马铃薯、胡萝卜和水果等作物的抗逆性。受损的周皮屏障会使蔬菜或水果水分流失、易受病害侵袭、最终腐烂。增强植物天然修复系统,可提高作物存活率,减少收获后食物浪费,还能帮助植物更好抵御干旱等环境胁迫。

在全球粮食系统面临气候变化和人口增长压力的背景下,这项研究为促进农业可持续性提供了新途径。Mähönen 教授总结称,提高屏障组织愈合能力可能会彻底改变食物储存和植物的恢复能力。

更多信息: Hiroyuki Iida 等,《植物通过感知气体扩散监测其屏障的完整性》,《自然》(2025)。

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