這些研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Communications》上，這可能有助于開發(fā)保護(hù)植物免受雨水引起的傳染病的方法。
為了弄清植物如何對(duì)雨水做出反應(yīng)，名古屋大學(xué)的Yasuomi Tada教授和Mika Nomoto助理教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用擬南芥幼苗進(jìn)行了一項(xiàng)研究。該小組首先進(jìn)行了RNA測(cè)序分析以檢查哪些基因在暴露于雨水時(shí)在葉片中表達(dá)。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，幾個(gè)主要的免疫相關(guān)基因在對(duì)雨水的反應(yīng)中被表達(dá)，并且這些基因被稱為CAMTAs（鈣調(diào)素結(jié)合的轉(zhuǎn)錄激活因子）的免疫抑制基因所調(diào)控。
由于CAMTAs是由鈣離子（Ca2+）控制，該團(tuán)隊(duì)假設(shè)，雨是為了增加細(xì)胞中的Ca2+濃度。因此，他們通過將GCaMP3--一種在跟Ca2+結(jié)合時(shí)發(fā)出綠色熒光的基因--引入葉片以研究擬南芥葉片中的Ca2+水平如何對(duì)雨水做出反應(yīng)。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)葉子暴露在雨中時(shí)，葉子表面的毛狀體周圍的Ca2+水平增加。
這一結(jié)果表明，毛狀體感覺到雨水是一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，并誘導(dǎo)鈣波穿過葉片從而使免疫抑制劑CAMTA失活，進(jìn)而激活免疫相關(guān)基因。為了證實(shí)這一點(diǎn)，研究人員之后使用了缺乏毛狀體的擬南芥突變體以同樣的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示，鈣波的傳播在突變體中受到影響。
Tada教授說道：“從這些結(jié)果中，我們證實(shí)了毛狀體在感知雨水這一風(fēng)險(xiǎn)因素和激活免疫反應(yīng)方面發(fā)揮著作用。我們的發(fā)現(xiàn)表明，我們可能能在任何時(shí)間和任何長(zhǎng)度的時(shí)間內(nèi)人為地提高植物對(duì)疾病的防御能力。通過利用這項(xiàng)技術(shù)，我們可以使在環(huán)境條件惡劣到可能導(dǎo)致植物生病時(shí)激活作物的免疫反應(yīng)，這可能會(huì)代理作物產(chǎn)量穩(wěn)定的好處。”
