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春寒料峭花枝展 植物发芽靠表皮

来源:科学时报
摘要:早春时节,当第一枝美丽的花朵从寒冷而潮湿的大地中破土而出时,园丁们也许会想,到底是什么力量促使这些植物向着天空的方向生长呢。然而被这一问题困惑的人并非只有他们——一个世纪以来,科学家们为搞清植物的生长机制而绞尽脑汁。如今,研究人员发现,问题的关键取决于植物的表皮,或者说外胚层——正是它们告诉休眠中......

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  早春时节,当第一枝美丽的花朵从寒冷而潮湿的大地中破土而出时,园丁们也许会想,到底是什么力量促使这些植物向着天空的方向生长呢?然而被这一问题困惑的人并非只有他们——一个世纪以来,科学家们为搞清植物的生长机制而绞尽脑汁。如今,研究人员发现,问题的关键取决于植物的表皮,或者说外胚层——正是它们告诉休眠中的植物:“春天来了,春天来了!”

  植物组织按不同的功能可以分为3个主要的部分:脉管组织——负责运送水分和养料;包围着种子的下表皮——其间充满了进行光合作用的细胞;表皮——包围着其他两个部分的保护层。对于到底是哪一部分促使植物生长的争论最早出现在150年前,科学家们当时对种子内层和外层的作用存在不同的看法。一种理论认为,种子内层扮演了一个主要角色,像一个气泵一样将表皮“吹”成了“气球”。而另一种观点则坚持认为表皮是最先生长的组织,正是它迫使内层填满前者膨胀产生的空间。

  为了搞清到底哪一种观点是正确的,美国加利福尼亚州圣地亚哥市索尔克生物学研究所的植物遗传学家SigalSavaldi-Goldstein和同事,对一种芥菜类植物——拟南芥——表皮和脉管组织中的植物生长促进激素、油菜素内酯及其受体进行了研究。当研究人员利用遗传手段使缺乏这种激素受体的矮小植物品系的外层组织开始生长时,它们能够按照正常的大小发芽。此外,利用遗传手段导致表皮缺乏油菜素内酯的正常植物品系则生长得很矮小。研究小组在3月8日出版的英国《自然》杂志上报告了这一研究成果。研究人员认为,与较早前的种子内外层之间“拉拉扯扯”的生物机械学理论不同,实际上,很可能是表皮向内层发出开始或停止生长的化学信号,并且最终共同生长。Savaldi-Goldstein指出:“决定生长与否是一个关系植物生死的重要问题。如今我们知道,表皮在植物的这一抉择中扮演了关键角色。”

  罗利市北卡罗莱那州立大学的植物遗传学家StevenClouse认为:“这一发现是科学家们向前迈出的重要一步。”但他指出,这项研究成果并不能将内层组织在植物生长中的作用完全否定。Clouse表示:“例如,相关研究已经表明,即便去掉表皮,作为对油菜素内酯的响应,植物仍然能够生长。”
作者: 2007-3-10
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