植物會利用神經傳導物質傳遞遭受壓力信號

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我們並不是想嚇到素食主義者,而且也沒有理由認為植物有感覺。但他們可能比人們所知的還複雜,他們使用重要的神經傳導物質傳遞環境壓力信號。這個發現對農作物科學用來了解藥物運作的方式有深遠的影響。

阿德萊德大學的Matthew Gilliham博士說:「我們早就知道動物的神經傳導物質GABA(γ-氨基丁酸)是由植物在壓力下所產生的,例如處在乾旱、鹽鹼、病毒、酸性土壤或是極端溫度的環境下。」

但Gilliham告訴IFLScience說「之前認為GABA只提供單純的代謝作用」,認為這是植物更容易對抗壓力的方式,而不是一個傳遞信號的機制。

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然而Gilliham領導的團隊已經發現,GABA會提供信號指示植物細胞膜裡的一個蛋白質改變導電性,避免負電荷離子從細胞內跑到細胞外。

Gilliham對IFLScience表示,之前沒有檢測到這個,因為植物與動物蛋白對GABA的反應有相當大的不同。Gilliham說「如果你觀察這兩種蛋白,可以看到他們的結構與特性相當不同,但他們對GABA的反應有個細微的相同處。」

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兩種蛋白間的不同讓人們懷疑他們擁有相同的傳導物質是否純屬巧合。Gilliham說「也可能他們是來自相同的祖先或是各自進化,或是藉由細菌在生物之間傳導,我們還沒有探索出來,但這帶來了有趣的疑問。」

先不論起源,作者相信這個發現打開了農作物管理的發展。共同作者Stephen Tyerman教授說「世界上的農作物面臨像病原體或惡劣的環境減少產量,因而造成糧食短缺。只要能定義出植物如何應用GABA來發出壓力信號,我們就有個新的工具可以幫助在全球培養壓力抵抗性農作物以防止食物的不確定性短缺。」

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野生植物已經針對壓力進化了數百萬年,想必有其進化的好處,而我們所依賴的農作物則不同,Gilliham說「我們的農作物隨著時間被培養成在好的條件下可以生長得很好,但在不好的條件下就不一定了。」 Gilliham告訴IFLScience說「如果可以研究出植物對壓力的反應,也許我們可以找到方法幫助他們在無論是好的、壞的或鹽鹼環境下都能適應生長。」

Gillham告訴IFLScience說,事實上這麼多不同生命之樹的分歧都利用GABA已經證明它做為傳導信號器的價值,可能是因為它能快速釋放。他說「昆蟲走過樹葉的幾秒內會增加GABA含量。」

有些能與GABA信號蛋白交互作用的藥物是從植物中提煉出來的,而研究團隊懷疑也許我們可以初次了解到為什麼他們會有效。
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來源: Iflscience

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