植物保卫自己:电信号作为对抗疾病的秘密武器!
明斯特大学的研究人员正在研究植物如何利用电信号对病原体进行免疫防御。

植物保卫自己:电信号作为对抗疾病的秘密武器!
2025 年 3 月 10 日,明斯特大学的研究人员在耶拿大学的 Gundula Noll 教授、博士和 Alexandra Furch 博士的带领下,提出了有关植物免疫反应的令人兴奋的发现。这代表了一种自然保护机制,其作用类似于动物的免疫反应,但通过不同的机制发挥作用。植物利用电信号来防御病原体,并且不像动物那样具有循环免疫系统。
目前的研究重点是植物如何应对各种病原体。当检测到攻击者时,细胞会发出化学和电警报信号,这些信号通过韧皮部传播,韧皮部通常负责运输营养物质。植物在不发烧的情况下激活其防御机制,这突显了其与动物免疫反应的区别。
植物免疫反应的机制
植物防御机制可分为两大类:模式识别免疫和效应器识别免疫。前者通过细胞膜上的特殊受体识别微生物分子,而后者则针对病原体可能用来抑制免疫反应的效应分子。
植物免疫反应的一个核心方面是由细胞膜中的离子通道触发的电脉冲的形成。这些激活链式反应产生电波,然后激活化学信号,例如钙离子和活性氧化合物。该机制已在拟南芥和蚕豆等植物物种中得到证实,表明这种反应的进化有效性。
| 防御机制 | “描述”。 |
|---|---|
| 皂甙 | 通过与质膜中的甾醇结合来预防真菌。 |
| 过敏反应 | 感染部位周围的细胞加速死亡,减少营养。 |
| 粗质素和胼胝质的合成 | 形成针对攻击者的物理屏障。 |
| 植物抗毒素 | 异黄酮等产品存在于豆类中,可以增强免疫系统。 |
此外,韧皮部中的 SEOR 蛋白在免疫反应中发挥作用。有趣的是,研究表明,即使在未受感染的地区,植物在受到病原体相关感染后也会表现出系统性增强的抵抗力。水杨酸的合成促进了这种抵抗力的增加,水杨酸产生一种穿过韧皮部运输的脂质。
了解这些过程对于可持续作物保护至关重要。目的是开发能够抵御新病原体的植物品种。研究人员强调,植物免疫反应的机制多样且复杂,为未来在农业中的应用奠定了基础。
这些发现可能会导致新技术的发展,以操纵植物的免疫反应,从而提高作物的恢复能力。该研究的原始出版物发表在该杂志上科学进步。