初春時(shí)節(jié)，當(dāng)人類(lèi)在寒冷的天氣中瑟瑟發(fā)抖時(shí)，茶樹(shù)們正在上演一場(chǎng)精彩的“植物聯(lián)盟”大戲。近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹(shù)種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋傳奎教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了茶樹(shù)界不為人知的社交密碼。原來(lái)，這些看似安靜的茶樹(shù)，竟會(huì)通過(guò)化學(xué)信號(hào)（類(lèi)似人的語(yǔ)言）進(jìn)行雙向?qū)υ?，?shí)現(xiàn)“抱團(tuán)取暖度寒冬”。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上。
茶樹(shù)是全球重要的葉用型經(jīng)濟(jì)作物。研究發(fā)現(xiàn)低溫是限制其生長(zhǎng)和地理分布的主要環(huán)境脅迫因素之一。傳統(tǒng)研究認(rèn)為，植物可通過(guò)釋放揮發(fā)物單向傳遞脅迫信號(hào)，但鄰近植株能否“回應(yīng)”并形成互助機(jī)制始終成謎。為此，宋傳奎團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了氣體雙向交流實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)受低溫脅迫的茶樹(shù)（供體）周?chē)姓２铇?shù)（受體）存在的情況下，供體的抗寒能力會(huì)顯著提高，證實(shí)了茶樹(shù)存在著“抱團(tuán)取暖”的現(xiàn)象?；诖?，團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)大膽的推測(cè)：受體植株并非被動(dòng)接收信號(hào)，與人類(lèi)的語(yǔ)言交流類(lèi)似，植物之間也存在“對(duì)話”交流。
為了證明這一推測(cè)，科研人員通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一株茶樹(shù)感知低溫，會(huì)立即釋放特殊氣味分子，而鄰近茶樹(shù)不僅能接收警報(bào)，還會(huì)回復(fù)“抗寒攻略”——一種名為角鯊烯的神秘物質(zhì)。隨后，科研人員通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)解析了角鯊烯通過(guò)“角鯊烯-甾醇信號(hào)-CsCBF5”模塊調(diào)控茶樹(shù)抗冷的分子機(jī)制。換句話說(shuō)，就是低溫下茶樹(shù)釋放特定的揮發(fā)性物質(zhì)，提高鄰近茶樹(shù)的抗寒性，而接收者釋放“抗寒密鑰”角鯊烯，可促進(jìn)供體茶樹(shù)體內(nèi)一種甾醇激素（CS）積累，啟動(dòng)其抗寒核心開(kāi)關(guān)CsCBF5基因，進(jìn)而激活茶樹(shù)抗寒核心響應(yīng)因子，形成互助閉環(huán)。
科研人員通過(guò)研究揭示了一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象，即茶樹(shù)群體可能存在著天然的“抗寒信息網(wǎng)”。每株茶樹(shù)既是信號(hào)發(fā)射塔又是接收器，通過(guò)揮發(fā)性物質(zhì)組成信息網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)寒流來(lái)襲，整個(gè)茶園會(huì)像多米諾骨牌般層層激活防御系統(tǒng)，形成1+1>2的群體抗寒效應(yīng)。
宋傳奎認(rèn)為，該研究不僅突破了對(duì)植物間單向預(yù)警的傳統(tǒng)認(rèn)知，而且為植物群體智能響應(yīng)提供了全新研究范例。“我們正在破譯植物王國(guó)的加密語(yǔ)言，或許十年后，茶園管理者能通過(guò)‘植物翻譯器’實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物應(yīng)激對(duì)話。”宋傳奎表示。
初春時(shí)節(jié)，當(dāng)人類(lèi)在寒冷的天氣中瑟瑟發(fā)抖時(shí)，茶樹(shù)們正在上演一場(chǎng)精彩的“植物聯(lián)盟”大戲。近日，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶樹(shù)種質(zhì)創(chuàng)新與資源利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋傳奎教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了茶樹(shù)界不為人知的社交密碼。原來(lái)，這些看似安靜的茶樹(shù)，竟會(huì)通過(guò)化學(xué)信號(hào)（類(lèi)似人的語(yǔ)言）進(jìn)行雙向?qū)υ?，?shí)現(xiàn)“抱團(tuán)取暖度寒冬”。相關(guān)成果日前發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上。
茶樹(shù)是全球重要的葉用型經(jīng)濟(jì)作物。研究發(fā)現(xiàn)低溫是限制其生長(zhǎng)和地理分布的主要環(huán)境脅迫因素之一。傳統(tǒng)研究認(rèn)為，植物可通過(guò)釋放揮發(fā)物單向傳遞脅迫信號(hào)，但鄰近植株能否“回應(yīng)”并形成互助機(jī)制始終成謎。為此，宋傳奎團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了氣體雙向交流實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)受低溫脅迫的茶樹(shù)（供體）周?chē)姓２铇?shù)（受體）存在的情況下，供體的抗寒能力會(huì)顯著提高，證實(shí)了茶樹(shù)存在著“抱團(tuán)取暖”的現(xiàn)象?；诖?，團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)大膽的推測(cè)：受體植株并非被動(dòng)接收信號(hào)，與人類(lèi)的語(yǔ)言交流類(lèi)似，植物之間也存在“對(duì)話”交流。
為了證明這一推測(cè)，科研人員通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)一株茶樹(shù)感知低溫，會(huì)立即釋放特殊氣味分子，而鄰近茶樹(shù)不僅能接收警報(bào)，還會(huì)回復(fù)“抗寒攻略”——一種名為角鯊烯的神秘物質(zhì)。隨后，科研人員通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)解析了角鯊烯通過(guò)“角鯊烯-甾醇信號(hào)-CsCBF5”模塊調(diào)控茶樹(shù)抗冷的分子機(jī)制。換句話說(shuō)，就是低溫下茶樹(shù)釋放特定的揮發(fā)性物質(zhì)，提高鄰近茶樹(shù)的抗寒性，而接收者釋放“抗寒密鑰”角鯊烯，可促進(jìn)供體茶樹(shù)體內(nèi)一種甾醇激素（CS）積累，啟動(dòng)其抗寒核心開(kāi)關(guān)CsCBF5基因，進(jìn)而激活茶樹(shù)抗寒核心響應(yīng)因子，形成互助閉環(huán)。
科研人員通過(guò)研究揭示了一個(gè)十分有趣的現(xiàn)象，即茶樹(shù)群體可能存在著天然的“抗寒信息網(wǎng)”。每株茶樹(shù)既是信號(hào)發(fā)射塔又是接收器，通過(guò)揮發(fā)性物質(zhì)組成信息網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)寒流來(lái)襲，整個(gè)茶園會(huì)像多米諾骨牌般層層激活防御系統(tǒng)，形成1+1>2的群體抗寒效應(yīng)。
宋傳奎認(rèn)為，該研究不僅突破了對(duì)植物間單向預(yù)警的傳統(tǒng)認(rèn)知，而且為植物群體智能響應(yīng)提供了全新研究范例。“我們正在破譯植物王國(guó)的加密語(yǔ)言，或許十年后，茶園管理者能通過(guò)‘植物翻譯器’實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作物應(yīng)激對(duì)話。”宋傳奎表示。
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