本报西安7月15日电(记者贾丰丰)西北农林科技大学生命科学学院张余周教授团队研究发现,植物根系存在“避腐性”,即能主动绕开植物腐烂造成的病原微生物富集区。该科研成果于近日发表于国际学术期刊《科学》上。
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。研究团队发现,当植物根系直接接触腐烂植物组织时,根生长迅速受到抑制甚至停止,与生物胁迫、病原防御和免疫响应相关的基因被显著激活。面对局部腐败区域,植物根会主动偏离重力方向,向绕开植物腐烂物的方向弯曲生长。这种现象在油菜、番茄和小麦等农作物中广泛存在。
据介绍,植物腐烂过程中,定殖于植物腐烂物上的真菌可向周围环境释放大量酸性代谢物,形成稳定的局部酸性微环境。该环境不易受到降雨等因素的干扰,是引导根系躲避腐败区的重要信号。在机制层面,团队发现根表皮细胞就是根系的“酸性指南针”——腐烂物周围越酸的地方“危险系数”越高,根尖就能据此判断方向,朝酸性较弱的一侧生长,从而绕开“雷区”,防止自身被有害病原菌感染。
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