显示：植物分子'闹钟'系统，保护它们免受捕食者

时间：2022-04-12 14:25:05 来源：

植物中的细胞途径，以检测危险信号并引出反应。

科学家们发现棉花蠕虫的口腔分泌物是如何在植物中触发防御反应的方式。

本质上，每个物种都必须配备策略，以响应危险而能够生存。植物也有先天系统，这些系统是响应特定威胁而引发的，例如喂养它们的昆虫。

例如，一些植物感测“草食虫衍生的危险信号”（HDS），其是昆虫口腔分泌物中的特定化学品。这激活了工厂的防御机械中的级联事件，这导致植物发育“阻力”（或“反对）捕食者的”抗扰度“。但是尽管研究了几十年的研究，但源自植物如何认识到这些信号仍然是一个谜团。

在一项新的研究中发表于通信生物学，来自东京科学大学，冈山大学，东京大学，东京大学和岩手生物技术研究中心的研究小组，由Gen-iChiro Arimura引导，试图脱颖而出植物HDS系统工作。

他们选择研究称为“受体样激酶”（RLK）的膜蛋白，其在大豆叶中发现。他们基于他们对来自植物（如拟南芥），烟草和豇豆等植物的证据的研究，其中RLK在HDS系统中发挥着重要作用。

Araimura教授说，“科学家一直在努力了解植物抵抗的分子机制多年来，但涉及植物害虫的植物识别的”传感器“尚未知道。因此，我们希望详细了解这些机制。“

首先，科学家专注于在结构上和功能上类似于RLK基因的大豆RLK基因，这已知通过在病原体发作期间识别“寡糖”（小碳水化合物分子）来引发危险响应。他们推测，由于这些相似之处，大豆基因也可能显示出类似于病原体抗性的机制。它们通过遗传分析发现了15种这样的基因。

接下来，科学家们生成了15种拟南芥植物，每种植物只表达了15种史磷大豆基因中的一个。当他们使用来自害虫的口腔分泌物测试这些植物时，他们发现两种新型RLK的基因显示出对口腔分泌物，称为GMHAK1和GMHAK2的防御响应。

这些发现是前所未有的：这些RLK在大豆HDS系统中的作用从未透露过。此外，当科学家挖掘到拟南芥中这些调节因素的机制时，它们发现了两种蛋白质，HAK同源物和PBL27（在细胞内信号传播中发挥作用），参与该途径。因此，这证实了科学家最初预期的 - 大豆和拟南芥具有类似机制的“危险反应”。

在农业中，为农作物植物中的害虫控制策略开发对避免产生的损失至关重要。本研究通过揭示触发植物防御反应的重要细胞机制，沿着这个方向逐步逐步。操纵这种天生的细胞系统甚至可以帮助科学家燃料推动新农产品的发展，可能使农民更容易。

Arimura教授得出结论，“找到有效的新害虫控制方法一直挑战，并没有以任何方式损害生态系统。我们的研究通过揭示某些植物如何产生抵抗的细节，对这个问题提供了潜在的解决方案。“

参考：“大豆和拟南芥受体样激酶来自烟草植物物种的多糖信号和介导的食草动物抵抗”Takuya Uemura，Masakazu Hachisu，Yoshitake Desaki，Ayaka Ito，Ryosuke Hoshino，Yuka Sano，Akira Nozawa，Kadis Mujiono，Ivan Galis，Ayako Yoshida ，Keiichirou Nemoto，Shigetoshi Miura，Makoto Nishiyama，Chiharu Nishiyama，Shigeomi Horito，Tatsuya Sawasaki和Gen-Ichiro Arimura，2020年5月8日，通信生物学.DOI：
10.1038 / s42003-020-0959-4

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