Cell子刊：基因开关可以帮助控制贫瘠土壤中的叶片生长

一项新的研究在植物中发现了一种基因回路，它控制着单个叶子的生长，并允许植物适应环境。这一发现可能有助于开发更多的抗旱作物。

　　

一项新研究发现了一种植物中的遗传回路，它控制着单个叶片的生长，并使植物能够适应其环境。这一发现可能有助于开发更具抗旱性的作物。

诺丁汉大学生物科学学院的科学家们研究了在三种不同土壤中种植的玉米叶片的生长，这些土壤的养分和水分含量各不相同。他们发现，这些土壤中定植在植物叶片上的微生物会影响叶片的生长，而这种影响与土壤中养分的浓度和土壤特性无关。该研究结果已于今日发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

叶片是植物最重要的器官之一，它们通过光合作用为植物生产食物。植物叶片被微生物定植，这些微生物对植物的生存和健康至关重要，尤其是在干旱天气条件下。复杂的微生物群落帮助植物“消化”其所需的养分。

这项新研究由副教授加布里埃尔·卡斯特里洛（Gabriel Castrillo）领导，他说：“在自然中，植物叶片被微生物定植。这些微生物群落是否以及如何调节叶片的生长，是人们知之甚少的。我们通过使用合成微生物群落进行重新定植的实验，揭示了这一过程。我们证明，大量栖息在幼叶中的细菌促进了单个叶片的生长。”

通过分析和测序叶片中的RNA分子，研究团队发现了一个与植物防御相关的遗传回路，它控制着微生物群落对单个叶片生长的影响。

卡斯特里洛博士继续说道：“我们认为这里发现的机制负责通过差异激活生长-防御权衡来平衡不同叶片的生长。我们预测，这一机制与其他叶片生长调控网络的分支相交，以建立一个生物或非生物胁迫反应的层级，以确保植物在自然环境中生存，因为多种胁迫的出现是频繁的。”

“我们设想，现在可能可以通过工程化玉米等作物的叶片微生物群落来优化内源性生长和防御权衡机制，从而在贫瘠土壤中增加植物生长，同时不损害植物对病原体的防御。”