瑞士科学家发现了帮助植物抵御干旱的根部屏障

在瑞士，拟南芥主要生长在提契诺州的田野、草地和森林小径旁。 Heiti Paves / Dreamstime.com

瑞士科研人员发现了一种机制，使植物能够更有效地储存水分，同时更好地耐受干旱。这一发现有望帮助增强全球的粮食安全。

拟南芥(Arabidopsis thaliana)堪称植物界的“适应大师”。这种小型野生植物虽然没有直接的农业价值，却在科研圈里广为人知。它广泛分布于自然环境，生命周期短、植株小巧，因此成了对科研人员极具吸引力的研究对象。

为了更好地了解植物如何应对缺水环境，来自日内瓦大学和洛桑大学的科研团队分析了从世界各地收集的284种拟南芥品种。他们的研究成果于6月发表在《自然·植物》(Nature Plants)期刊上。

研究重点关注的是植物根部和树皮中天然存在的一种物质-木栓质(suberin)。

这项研究由日内瓦大学植物科学系副教授玛丽·巴贝龙(Marie Barberon)领导，她解释说：“木栓质使得植物能够调节与土壤之间的物质交换。在水分不足时，它可减少水分流失，还能调节植物对土壤中矿物质的吸收。”

研究发现，来自气候更炎热、更干旱地区的拟南芥，其根部通常会形成更厚的木栓质层。

一种特殊基因

此前，人们一直不清楚木栓质在植物中的具体作用。如今研究人员首次发现，一种名为“SUBER GENE1(简称SBG1)”的基因能够调控植物根部组织中木栓质的形成。

携带活性更高SBG1基因的植物会形成更强的保护屏障；而活性较低的基因变体，则使植物抵御环境压力的能力较弱。

这一发现的重要意义不仅限于实验室研究。

巴贝龙介绍：“这种基因普遍存在于不同的植物里。接下来值得研究的是，它在番茄、小麦等具有农业价值的植物中是否也发挥同样的作用。我们有望找到能通过木栓质来帮助植物更好适应环境的天然基因变体。”

面对逐年变暖、日益干旱的气候，人类需要培育出更加适应这种气候条件的农作物，而这项发现为这个目标开辟了新的研究方向。