加州大学河滨分校:压力大的植物如何生产自己的阿司匹林

植物通过生产水杨酸(也称为阿司匹林)来保护自己免受昆虫,干旱和高温等环境危害。对这一过程的新理解可能有助于植物在气候变化引起的日益增加的压力下生存。

加州大学河滨分校的科学家最近在《科学进展》杂志上发表了一篇开创性的论文,报道了植物如何调节水杨酸的产生。

研究人员研究了一种名为拟南芥的模型植物,但他们希望将他们对这种植物细胞中应激反应的理解应用于许多其他种类的植物,包括那些为食物而种植的植物。

“我们希望能够利用获得的知识来提高作物的抗性,”UCR植物遗传学家兼新研究的共同第一作者Jin-Zheng Wang说。“这对我们日益炎热,光明的世界中的粮食供应至关重要。

环境胁迫导致所有生物体中形成活性氧或ROS。在阳光明媚的日子里,如果不使用防晒霜,人体皮肤会产生ROS,从而导致雀斑和灼伤。植物中高水平的ROS是致命的。

与许多物质一样,毒药的含量也很大。在低水平下,ROS在植物细胞中具有重要功能。

“在非致命水平上,ROS就像一个紧急行动呼吁,能够产生水杨酸等保护性激素,”王说。“ROS是一把双刃剑。

研究小组发现,热量,有增无减的阳光或干旱会导致植物细胞中的制糖装置产生称为MEcPP的初始警报分子。

展望未来,研究人员希望更多地了解MEcPP,它也在细菌和疟疾寄生虫等生物体中产生。植物中MEcPP的积累触发了水杨酸的产生,这反过来又开始在细胞中产生一系列保护作用。

“这就像植物使用止痛药治疗疼痛一样,就像我们一样,”UCR植物生物学家和共同第一研究作者Wilhelmina van de Ven说。

酸保护植物的叶绿体,这是光合作用的场所,光合作用的过程是利用光和二氧化碳将水和二氧化碳转化为糖作为能量的过程。

“因为水杨酸帮助植物抵御随着气候变化而变得越来越普遍的压力,能够提高植物的生产能力代表了挑战气候变化对日常生活影响的一步,”资深论文作者和UCR分子生物化学杰出教授Katayoon Dehesh说。

“这些影响超出了我们的食物。植物通过隔离二氧化碳来清洁我们的空气,为我们提供阴凉,并为众多动物提供栖息地。提高生存率的好处是指数级的,“她说。

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