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最新研究表明植物可能使用“语言”进行交流

时间：2021-10-05 14:24:57 来源：

弗吉尼亚理工学院的一位研究人员发现，当诸如d丝虫之类的寄生植物攻击如甜菜所示的植物时，在植物之间存在大量的遗传信息交换。

弗吉尼亚理工大学的一项新研究表明，植物可以使用新发现的分子语言相互交流，从而为探索植物如何在分子水平上相互交流的科学新领域打开了一扇门。

一位弗吉尼亚理工大学的科学家发现了一种潜在的新型植物通讯方式，这种通讯方式使他们能够彼此分享大量的遗传信息。

农业与生命科学学院植物病理学，生理学和杂草科学教授吉姆·韦斯特伍德的发现为科学探索新领域打开了大门，该领域探索了植物如何在分子水平上相互交流。它还为科学家们提供了新的见解，帮助他们研究了如何抗击杂草，这些杂草在世界上最贫穷的地区对粮食作物造成了严重破坏。

他的发现发表在8月15日的《科学》杂志上。

弗兰林生命科学研究所的附属研究人员韦斯特伍德说：“这种新型的生物间交流形式的发现表明，这种情况比以前任何人都意识到的要多得多。”“现在我们发现他们正在共享所有这些信息，下一个问题是，‘他们到底在告诉对方什么？’。”


吉姆·韦斯特伍德教授发现寄生植物及其宿主之间存在广泛的交流，并交换大量信息。在这段延时录像中，他使用了do杂植物和番茄植物来进行实验，该实验测量了物种之间的mRNA交换。

韦斯特伍德检查了寄生植物，do丝虫和两种寄主植物拟南芥和西红柿之间的关系。为了从宿主植物中吸走水分和养分，do丝机使用了附属物，称为抽油烟机来穿透植物。韦斯特伍德（Westwood）以前发现了这种寄生相互作用期间，在两个物种之间存在RNA转运，因此开辟了新天地。RNA翻译从DNA传下来的信息，而DNA是生物体的蓝图。

他的新工作扩展了这种交换的范围，并检查了mRNA（即信使RNA），后者在细胞内发送信息，告诉他们采取何种行动，例如编码哪些蛋白质。人们认为，mRNA非常脆弱且寿命短，因此无法在物种之间进行转移。

但是韦斯特伍德发现，在这种寄生关系中，两棵植物之间正在交换成千上万的mRNA分子，从而在物种之间建立了这种开放的对话，使它们能够自由交流。

通过这种交换，寄生植物可能会指示宿主植物应该做什么，例如降低防御能力，以便寄生植物可以更轻松地对其进行攻击。Westwood的下一个项目旨在准确找出mRNA在说什么。他的工作是由美国国家科学基金会赞助的。

利用这些新发现的信息，科学家现在可以检查细菌和真菌等其他生物是否也以类似的方式交换信息。他的发现还可以帮助解决粮食短缺的问题。

英国谢菲尔德大学教授朱莉·斯科尔斯（Julie Scholes）说：“杂草和扫帚草等寄生植物是豆类和其他农作物的严重问题，有助于养活非洲和其他地区的一些最贫困地区。”但不是该项目的一部分。“除了为寄主-寄生虫的交流提供新的思路外，韦斯特伍德的发现还对基于破坏寄生虫用于重编程宿主的mRNA信息的新型控制策略的设计产生了令人兴奋的启示。”

韦斯特伍德说，尽管他的发现引人入胜，但如何应用这一点也同样有趣。

韦斯特伍德说：“这项发现的美妙之处在于，这种mRNA可能是寄生虫的致命弱点。”“这真的很令人兴奋，因为围绕这些新信息有很多潜在的含义。”

弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院在全国同类研究机构中名列前茅，它通过学习，发现和参与来致力于生命系统的科学和商业。该学院的综合课程为十几个学术系中的3,100多名学生提供了从食物和纤维生产到经济学到人类健康的均衡教育。学生向世界一流的农业科学家学习，他们将最新的科学技术带入课堂。

出版物：Gunjune Kim等人，“寄生植物与其宿主之间mRNA的基因组规模交换”，《科学》，2014年8月15日：卷345号6198页，第808-811页； DOI：10.1126 / science.1253122

图像：弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院


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