美国加州大学河滨分校揭示植物压力响应机制 助力作物抗逆性提升
2026-03-28 11:54
来源:加州大学河滨分校
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加州大学河滨分校的科研团队识别出一种机制,使植物在极端环境压力下能够快速减缓生长。这一发现有望协助农民培育更具抗逆性的作物,其中一位研究人员在退休后持续工作,最终促成该机制的揭示。

植物压力响应机制基于细胞内产生生长、发育和生存所需化合物的过程。在强光等压力条件下,这一途径通过酶活性的直接改变进行即时调节,而非依赖基因表达变化。分子生物化学教授凯蒂·德赫什指出:“这种响应必须是即时的。改变基因表达需要时间,但修改酶活性可以让植物立即反应并存活下来。”活性氧分子干扰酶功能,同时新化合物积累阻断前期步骤,限制生长相关化合物的产生,使植物在应对压力时暂停发育。

植物压力响应机制包含两阶段策略:短期即时效应后,长期变化帮助植物适应压力,但常以生长减缓为代价。德赫什实验室在《美国国家科学院院刊》中描述的这一发现,解释了以往工程改造失败的原因。前实验室经理米恩·范德文在退休后继续领导研究,系统测量低含量中间化合物。她表示:“我们花了很长时间才让所有组件在合适的条件下协同工作。”团队通过酶突变线索,发现下游化合物积累阻断上游酶功能,减缓整个途径。

这项研究阐明了植物在压力下平衡生存和生长的机制,类似途径存在于细菌中,可能反映生物体的广泛策略。增强植物压力响应机制可帮助开发耐受干旱、强光、极端温度和盐度的作物。范德文的奉献精神凸显了个人对科学的影响,她退休后仍完成关键实验。德赫什评价:“她只是坚持不懈。”范德文现在享受退休生活,但强调:“继续下去是值得的。”这一发现为农业抗逆性提升提供了新见解。

出版详情:作者:Jules Bernstein, University of California - Riverside;标题:《How plants stop growing to survive stress: Retired scientist's persistence reveals insight to boost farm yields》;发表于:《Proceedings of the National Academy of Sciences》(2026)。

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