综述:植物通讯:植物如何交流与应对

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:The Botanical Review 2.8

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  这篇综述系统梳理了植物通过挥发性有机物(VOCs)、电信号、激素等多元机制实现种内及跨界(如菌根介导)通讯的突破性发现,强调其在基因组层面触发的适应性响应,填补了现有研究对非VOC通路关注的空白。

  

植物通讯的多元信号网络

作为固着生物,植物进化出复杂的通讯机制应对生物/非生物胁迫。最新研究表明,受胁迫植株释放的挥发性有机物(VOCs)可被邻近植株感知,诱导类似防御反应——这一过程涉及茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)等关键激素级联。

跨界对话的分子密码

除VOCs外,植物通过菌根网络传递蛋白质、微RNA(miRNA)等信号分子,甚至与土壤微生物实现跨界通讯。例如,丛枝菌根真菌(AMF)形成的"共生信号通路"可激活宿主植物的磷转运蛋白基因PT4表达。

被忽视的通讯维度

尽管电信号(如动作电位)和声信号(20-100kHz振动)的研究尚处初期,但实验证实电波传递能使番茄植株提前启动抗病基因PR-1表达。声学分析则揭示玉米根系在缺水时发射特定频率声波。

基因组层面的适应革命

全基因组测序发现,拟南芥经长期VOCs暴露后,抗逆相关基因座出现DNA甲基化修饰。这种表观遗传调控印证了植物通讯可引发跨代遗传的适应性进化。

未来研究方向

当前研究对地下通讯网络(如根系分泌物介导的pH信号)和植物-微生物组互作机制仍存在认知缺口,需开发单细胞转录组等新技术解析时空动态过程。

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