研究发现是什么让植物根部坚强生长

禁食者所熟悉的生物机制可以帮助植物根部坚强生长。哥本哈根大学科学家的这一发现为一个长期悬而未决的问题提供了答案，并加深了对植物“嘴”的了解，有助于培育适应气候变化的作物。

想象一下用脚吃饭，半个身体在地下。这就是大多数植物的生命，根是它们吃喝的嘴。根还可以固定植物并使其在风雨中保持安全。事实上，根对于植物的生命至关重要。

但关于植物生命的许多事情仍然未知。长期以来，它们如何将根扎得又大又强一直是一个问题，而且这个难题还缺少一些关键部分。

在最近发表的一项新研究中，哥本哈根大学生物系的研究人员分享了他们关于植物如何控制根系生长的发现。

事实证明，植物细胞中一种称为自噬的有益清理机制发挥着关键作用。人类也存在同样的机制，并且是流行健康趋势的一部分。

“禁食之所以变得流行，是因为它似乎对人类有一系列促进健康的作用，因为一段时间没有食物会导致身体激活清理过程，以处理细胞中的各种废物。在我们的研究中，我们已经证明植物界也存在同样的机制，它对植物根系的生长以及植物其他部分吸收水分和养分的能力起着至关重要的作用。”领导了这项研究。

根有“心跳”

人们早就知道生长素是一种植物激素，可以控制植物的生长，包括根的生长。生长素是一种“心跳”的燃料，它在植物的每一个根尖中跳动。大约每四到六个小时，植物根部的生长素水平和心跳就会达到最大值，导致新根生长。

“根的运动几乎就像看着一条蛇向前滑行，在土壤中寻找水和营养。我们可以看到，每当根蜿蜒向前时，心跳就最强，”罗德里格斯说。

但植物如何控制它们的心跳以优化根部生长仍然是一个悬而未决的问题。这就是工厂内部清理机制发挥作用的地方。

“在我们的实验中，我们禁用了清理机制以了解其重要性。想象一下，如果哥本哈根的每个垃圾收集者都罢工，那么不久之后垃圾就会填满街道。同样的事情也发生在植物细胞中，因为驱动根部生长的心跳变得更加微弱并且不同步，”罗德里格斯解释道。

这样做使研究人员得出结论，清理机制有助于保持不同生化成分的水平完美平衡，以提供最有效的根系生长。

可以帮助新的气候适应作物发芽

研究人员表示，有关植物根系的新知识可能对应对气候变化很重要。长期干旱和洪水成为一种新常态，对粮食安全提出了更高的要求。因此，农作物的根必须能够在这些恶劣的条件下生长。

“如今有许多方法可以改变植物的遗传特征。这些方法可以使植物更快地长出更长的根，从而增强对干旱或洪水的抵抗力。其中一种方法需要细菌的帮助与植物共生，可以导致植物改变其生长模式，丹麦的几家公司目前正在研究这一问题。”学生JeppeAnsbøl是这项研究的合著者。

研究人员表示，新知识适用于所有开花植物，甚至更多。原则上，西红柿、土豆、水稻、小麦和玉米等作物可以通过改造来长出更多、更密的根，因为我们现在知道植物的根是如何生长的。

“植物的根越多，它们可以吸收的水和养分就越多，因此植物生长得更好更快。我们严重依赖植物，因为它们为我们提供食物，从大气中提取CO2并产生我们呼吸的氧气。因此，充分理解它们极其重要，为此我们刚刚向前迈出了一大步，”罗德里格斯总结道。

导致小区垃圾收集工罢工

自噬的意思是“自我吞噬”，是植物根部发育的关键机制。为了研究自噬的重要性，研究人员开发了一种突变拟南芥(拟南芥)植物，其中自噬被禁用。

与此同时，他们使ARF7蛋白发光，这种蛋白控制生长素反应，植物细胞的垃圾收集器会清理它以提供最佳的根系生长。该工厂的垃圾收集器收集细胞中的废物，并将其运输到工厂内一种称为液泡的回收站。

“当我们破坏植物的自噬时，到处都是废物，我们能够在废物中检测到ARF7蛋白，”Rodriguez说。

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