Charles Darwin曾利用植物芽展開實(shí)驗(yàn)，證實(shí)只要其尖端分泌一種生長(zhǎng)激素，莖就會(huì)彎曲向光而不折斷。自此之后科學(xué)家們知道了有植物激素的存在。

然而直到最近，科學(xué)家們才開始在分子面上關(guān)注調(diào)控植物激素水平，保護(hù)植物防御食草動(dòng)物或病原體的侵犯，使得它能夠適應(yīng)溫度、降水或土壤養(yǎng)分的變化的生化系統(tǒng)。

現(xiàn)在，來自華盛頓大學(xué)圣路易斯分校、歐洲同步輻射裝置和歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們的一次跨大西洋合作揭示了激活植物激素的一個(gè)開關(guān)的運(yùn)作，標(biāo)記它們用作儲(chǔ)存或是標(biāo)記它們進(jìn)行破壞。

這一研究在線發(fā)布在5月24日的《Science Express》，并將發(fā)表在即將出版的《科學(xué)》（Science）雜志上。

“該酶是打開和關(guān)閉激素反應(yīng)的細(xì)胞終止/限位開關(guān)，”文章的資深作者、華盛頓大學(xué)圣路易斯分校生物學(xué)副教授Joseph Jez博士說。

本研究不僅與設(shè)計(jì)除草劑相關(guān)，其中一些為合成植物激素，還與遺傳改造植物使其適應(yīng)由于不受控制的氣候變化導(dǎo)致的更加極端的生長(zhǎng)條件相關(guān)。

植物激素的作用

植物看來像似沒有自衛(wèi)能力。畢竟，它們不能逃離除草機(jī)或是當(dāng)它們凋萎時(shí)不能移動(dòng)到陰涼處，它們也沒有牙齒、爪子、免疫系統(tǒng)或是大部分其他的防護(hù)裝置。

但是它們會(huì)生成激素，或更準(zhǔn)確地說——因?yàn)榧に赝ǔ１欢x為腺體或沒有腺體的植物分泌的化學(xué)物——它們以極低的濃度生成化學(xué)物就可以顯著地改變它們的發(fā)育、生長(zhǎng)或代謝。在“激素”這一單詞的原來意思中，它代表希臘語的“推動(dòng)”，它們觸動(dòng)了植物。

如在動(dòng)物中一樣，在植物中激素調(diào)控生長(zhǎng)和發(fā)育。例如，植物生長(zhǎng)素（auxins）觸發(fā)細(xì)胞分裂、莖伸長(zhǎng)和分化為根、莖和葉。除草劑2,4-D是一種能夠殺死闊葉植物例如蒲公英或藜的合成植物生長(zhǎng)素，可驅(qū)使它們生長(zhǎng)至耗竭點(diǎn)。

問及他最喜歡的一種植物激素的例子，Corey S. Westfall提及了它的化學(xué)防御系統(tǒng)。Westfall是Jez的研究生，他與歐洲同步輻射裝置的研究員Chloe Zubieta完成了研究的大部分工作。

步行穿過華盛頓大學(xué)圣路易斯分校附近的一個(gè)公園，Westfall常?？吹较饦涞臉淙~上有褐色的斑點(diǎn)。這些斑點(diǎn)是一些蓄意自殺的細(xì)胞目的是為了使水或營養(yǎng)無法供應(yīng)給斑點(diǎn)中心的病原體。這是植物激素水楊酸觸發(fā)的一種自殺菌形式。

Westfall還提到了水楊酸，可以使得植物分泌諸如單寧（tannins）等化合物制止食草動(dòng)物。單寧對(duì)昆蟲有毒，它們能夠結(jié)合唾液蛋白使其失活。因此攝食太多單寧的昆蟲不能增重并最終可能死亡。