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植物用神经传递疼痛
发表日期: 2018-10-08 作者: Masatsugu Toyota等 文章来源:《科学》
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植物或许没有大脑,但它们在某种程度上拥有神经系统。现在,植物生物学家发现,当一片树叶被吃掉时,它会用一些与动物相同的信号警告其他树叶。这项新研究正在揭开一个长期存在的谜团,即植物不同部位之间是如何相互沟通的。

动物的神经细胞会在一种叫作谷氨酸的氨基酸的帮助下相互交流,在神经细胞受到刺激释放出谷氨酸后,有助于在相邻细胞中引发一批钙离子波。钙离子波沿着下一个神经细胞向下传播,将信号传递给下一个神经细胞,使远距离沟通成为可能。

科学家在进行另一项研究时,偶然发现植物对重力的反应。他们开发了一种分子传感器,可以检测钙的增加,并认为这可能起作用。研究人员培育出一种当钙水平升高时会发出更亮的光的传感器,随后将其植入到一种叫作拟南芥的芥菜植物中。然后,他们切下植物的一片叶子,看它能否被检测到钙的活性。

他们立刻看到伤口旁边有一道光,先是变亮,然后变暗。他们在近日发表于《科学》杂志的报告中说,在钙波到达其他叶片之前,光会在更远的地方出现和消失。经过进一步研究确定,谷氨酸是诱发钙波的因素。

尽管植物生物学家已经知道,植物某一部分的变化会被其他部分感知到,但他们不知道信息是如何传递的。现在,研究人员已经看到了钙波和谷氨酸的作用,从而能更好地进行监测,也许有一天甚至可以操纵植物的内部交流。(来源:中国科学报)

 

Glutamate triggers long-distance, calcium-based plant defense signaling

 

Abstract  Animals require rapid, long-range molecular signaling networks to integrate sensing and response throughout their bodies. The amino acid glutamate acts as an excitatory neurotransmitter in the vertebrate central nervous system, facilitating long-range information exchange via activation of glutamate receptor channels. Similarly, plants sense local signals, such as herbivore attack, and transmit this information throughout the plant body to rapidly activate defense responses in undamaged parts. Here we show that glutamate is a wound signal in plants. Ion channels of the GLUTAMATE RECEPTOR–LIKE family act as sensors that convert this signal into an increase in intracellular calcium ion concentration that propagates to distant organs, where defense responses are then induced.

 

原文链接:http://science.sciencemag.org/content/sci/361/6407/1112.full.pdf

 


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