新的研究表明植物可以使用“语言”沟通新闻前沿

2018-05-17

来自弗吉尼亚理工大学的新研究表明,植物可以使用新发现的分子语言来相互沟通,打开探索科学新领域的大门,探索植物在分子水平上如何相互交流。 EM>

弗吉尼亚理工大学的一位科学家发现了一种潜在的新型植物交流形式,可以让他们彼此分享大量的遗传信息。

农业与生命科学学院的植物病理学,生理学和杂草科学教授吉姆·韦斯特伍德的发现,为探索植物如何在分子水平上相互交流的科学新领域敞开了大门。它还为科学家们提供了新的见解,以便与世界上一些最贫困地区的粮食作物遭受严重破坏的寄生杂草作斗争。

他的发现于8月15日在科学杂志上发表。

“发现这种新型的机体间通讯表明,这比以往任何人都意识到的要多得多,”韦斯特伍德说,他是Fralin生命科学研究所的附属研究员。 “既然我们已经发现他们分享了所有这些信息,那么下一个问题就是'他们究竟是在告诉对方?'”。

Jim Westwood教授发现寄生植物及其寄主与彼此之间有着广泛的交流,并交换了大量的信息。他在这张延时视频中使用了d丝子和番茄植物,他的实验测量了物种间mRNA的交换。 /

Westwood检查了寄生植物,d丝子和两种宿主植物,拟南芥菜和西红柿之间的关系。为了吸收宿主植物的水分和养分,d丝子使用称为吸虫的附属物来穿透植物。韦斯特伍德先前开创了新局面,因为他发现在这种寄生相互作用过程中,两种物种之间存在RNA转运。 RNA翻译从DNA传来的信息,这是生物体的蓝图。

他的新作品扩大了这种交流的范围,并检查了在细胞内发送信息的mRNA或信使RNA,告诉他们要采取哪些行动,例如编码哪些蛋白质。人们认为mRNA非常脆弱且寿命短,因此在物种间转移是不可想象的。

但是韦斯特伍德发现,在这种寄生关系中,两种植物之间正在交换成千上万的mRNA分子,在物种之间创造了这种开放的对话,使他们能够自由交流。

通过这种交换,寄生植物可以决定寄主植物应该做些什么,例如降低其防御能力,以便寄生植物更容易攻击它。韦斯特伍德的下一个项目旨在准确找出mRNA的含义。他的工作由国家科学基金会赞助。

利用这个新发现的信息,科学家现在可以检查其他生物如细菌和真菌是否也以类似的方式交换信息。他的发现也可以帮助解决食物短缺的问题。

英国谢菲尔德大学教授Julie Scholes对熟悉Westwood工作的教授Julie Scholes说:“对于豆科植物和其他作物而言,寄生植物如巫婆草和帚草是严重问题,这些植物有助于为非洲和其他地区的一些最贫穷地区提供食物。但不是这个项目的一部分。 “除了为宿主寄生虫沟通揭开新的曙光之外,Westwood的发现对基于破坏寄生虫重新编程宿主的mRNA信息的新型控制策略的设计具有令人兴奋的意义。”

韦斯特伍德说,虽然他的发现很有意思,但它如何应用将同样有趣。

“这个发现的美妙之处在于,这种mRNA可能是寄生虫的致命弱点,”Westwood说。 “这真的很令人兴奋,因为围绕这些新信息有很多潜在的影响。”

弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院在全国排名前列的同类研究机构中,通过学习,发现和参与来关注生命系统的科学和业务。该学院的综合课程为超过3100名学生提供了十几个学术部门的平衡教育,范围从食品和纤维生产到经济学到人类健康。学生向世界领先的农业科学家学习,他们将最新的科学技术带入课堂。

出版物:Gunjune Kim等,“寄生植物与其宿主之间mRNA的基因组 - 规模交换”,Science 15 August 2014:Vol。 345号。 6198第808-811页; DOI:10.1126 / science.1253122

资料来源:Virginia Tech

图片:弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院