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植物如何透過化學物質感應環境變化

 

圖片作者：ChatGPT

我們的環境充滿了各種化學物質，而植物透過各種方式來感應這些物質，從而對環境做出反應。最近的一項研究發現了一個新的機制。

研究團隊發現，當某些特定的化學物質，如氯離子、谷胱甘肽（GSH，glutathione）和昆蟲衍生的引發物（elicitor，如蚜蟲Brevicoryne brassicae的萃取物或細菌鞭毛蛋白片段flg22），被引入植物的木質部（xylem），它們會觸發電信號。這個過程類似於人類神經系統中電信號的傳遞，研究團隊發現，要產生這個電信號，需要類穀胺酸受體3.3（glutamate receptor-like 3.3）。

這項研究還進一步探討了這些化學物質如何影響植物的免疫反應。例如，當這些化學物質被引入植物時，它們會刺激茉莉酸（JA，jasmonic acid）的產生。

當研究團隊在植物葉脈中引入了GSH和其衍生物，包括氧化的GSSH和硫芥子油葡萄糖苷代謝產物硫磺芥子油谷胱甘肽時發現，這些化合物在引入植物葉脈後都能夠觸發細胞膜去極化，導致JAZ10轉錄水平的增加，這顯示了茉莉酸途徑的活化。

這項發現對於我們理解植物如何感知並回應其周圍環境具有重要意義。它不僅幫助科學家們更深入地理解植物的生理過程，也可能在農業和環境保護方面有所應用，例如，開發新的植物保護策略，或改善作物對環境壓力的抵抗力。

總之，這項研究為我們打開了一扇了解植物與其環境互動方式的新窗口，展示了植物是如何在看似靜態的外表下，進行著複雜而精細的生化溝通。

參考文獻：

Yong-Qiang Gao, Hugo Morin, Laurence Marcourt, Tsu-Hao Yang, Jean-Luc Wolfender, Edward E Farmer, Chloride, glutathiones, and insect-derived elicitors introduced into the xylem trigger electrical signaling, Plant Physiology, 2023;, kiad584, https://doi.org/10.1093/plphys/kiad584
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