產品展示

您所在位置:首頁 > 產品展示 > 正文

專家們揭示了植物如何為每個細胞提供穩定的空氣流

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-09-20瀏覽次數:1522

科學家們已經發現植物如何建立空氣 - 通道網絡 - 葉子的肺 - 將二氧化碳(CO 2)輸送到細胞。

自19世紀以來,植物學家已經知道葉子有毛孔 - 稱為氣孔 - 并且包含復雜的內部空氣通道網絡。但到目前為止,還無法理解這些通道是如何在正確的位置形成的,以便為每個植物細胞提供恒定的CO來源。

由謝菲爾德大學可持續食品研究所的科學家領導并在Nature Communications上發表的這項新研究利用遺傳操作技術揭示了葉片中的毛孔越多,它形成的空氣越多。這些通道就像細支氣管一樣 - 微小的通道將空氣輸送到人類和動物肺部的交換表面。

他們與諾丁漢大學和蘭卡斯特大學的同事們合作,表明CO通過毛孔的運動最有可能決定空氣通道網絡的形狀和尺寸。

這一發現標志著我們對葉片內部結構的理解以及組織功能如何影響其發育的重要一步 - 在可能對植物生物學產生影響的進化生物學領域。

該研究還表明,小麥植物已經繁殖了幾代,毛孔較少,空氣通道較少,這使得它們的葉子更密集,可以用更少的水生長。

這一新見解突出了科學家通過改變葉子內部結構使小麥等節水作物更加節水的潛力。這種方法是由可持續食品研究所的其他科學家發起的,他們開發了可在極端干旱條件下生存的氣候準備的水稻和小麥。

謝菲爾德大學可持續食品研究所的安德魯弗萊明教授說:“到目前為止,植物形成錯綜復雜的空氣通道的方式對于植物科學家來說仍然是令人驚訝的神秘。

“這一重大發現表明,通過樹葉的空氣運動形成了它們的內部運作 - 這對我們對植物進化的看法產生了影響。

“人類無意中影響了植物使用較少的水來影響植物呼吸的事實,這表明我們可以利用這些空氣通道網絡來開發能夠在氣候破裂時預期的極端干旱中生存的作物。”/p>

蘭卡斯特大學Leverhulme早期職業研究員Marjorie Lundgren博士說:“科學家長期以來一直懷疑氣孔的發育和葉片內空氣的發展是協調的。但是,我們不確定哪一個驅動另一個。那么從“先到先得,雞肉還是雞蛋?”開始問題

“通過一系列涉及X射線CT圖像分析的巧妙實驗,我們的協作團隊使用具有非常不同葉子結構的物種來回答這些問題。雖然我們已經證明氣孔的發展促進了空氣空間的擴大,但我們已經取得了更多進展。其中的一個步驟表明,孔實際上需要交換氣體以使空氣空間膨脹。這描繪了一個與生理學相關的更有趣的故事。“

X射線成像在諾丁漢大學的Hounsfield工廠進行。該設施主任Sacha Mooney教授說:“直到最近,X射線CT或CAT掃描在植物科學中的應用一直集中在可視化隱藏的一半植物 - 根部 - 因為它們在土壤中生長。” p>

“與我們在謝菲爾德的合作伙伴合作,我們現在開發了一種技術,以3D形式顯示植物葉片的細胞結構 - 讓我們看看葉子內復雜的空域網絡如何控制其行為。這非常激動。“

謝菲爾德大學可持續食品研究所匯集了多學科專業知識和世界一流的研究設施,以幫助實現糧食安全并保護我們賴以生存的自然資源。

蓝海赚钱