为什么苔藓不怕冷?

 

苔藓

图源:网络

 

由德国弗赖堡大学和哥廷根大学的联合的植物生物学家的研究小组在《Nature Plants》发表了一篇文章,他们以藓类植物小立碗藓属和开花植物拟南芥为研究对象,发现苔藓自带一种机制,可以帮助它们抵御寒冷。弗赖堡大学CIBSS的Ralf Reski教授和哥廷根大学分子生物科学中心(GZMB)的Ivo Feussner教授也证明苔藓和苔藓开花植物有类似的依赖于远缘基因机制。此外,这种机制还能保护生物体免受病原体和寒冷的侵袭。

 

开花植物

图源:网络

 

5亿多年前,植物开始离开水面,在陆地上定居。苔藓和开花植物是从同一个祖先植物分化而来。然而,在面对陆地寒冷的气候时,苔藓和开花植物都必须想办法保护自己不受低温的影响。例如,对所有植物来说,抵抗寒冷最终要的就是保持细胞膜的流动性。因为只有充足的液膜才能使运输通过植物保护层细胞屏。当温度下降时,细胞膜会变硬,渗透性降低,从而损害细胞功能。但是,植物的细胞膜含有脂质(脂质中含有脂肪酸),脂质所含的不饱和脂肪酸越多,膜凝固的温度就越低,所以可以避免细胞膜会变硬,渗透性降低这种情况的出现。

 

研究小组发现了一种在调节苔藓的流动性方面起着重要作用的新蛋白质,。它可以影响到一组名为鞘脂的膜脂中脂肪酸的饱和程度。当研究人员删除了形成这种蛋白质的基因后,他们发现植物对寒冷更敏感。同时,也更容易受到卵菌丝状生物的影响,这些丝状生物与藻类有关,比如:植物病害的病原体,霜霉病和马铃薯枯萎病等。

 

Reski explains表示,他们在苔藓中发现了一种以前未知的鞘脂(鞘脂-是人类、动物和植物细胞识别和信号转导的重要组成部分)调节因子,并证明了它在开花植物中也起举足轻重的作用。

 

Feussner也表示,研究表明,苔藓和开花植物在进化过程中遵循不同的途径,以类似的方式调节寒冷条件下的膜流动性。这是在分子水平上植物进化趋同的一个典型事例。

 

但是,目前关于苔藓是如何获得这种特殊基因尚且未知。研究小组在真菌、软骨鞭毛虫、硅藻和一小群单细胞藻类的基因组数据中也发现了与苔藓类似情况,但是目前为止,这些单细胞藻类的研究还很少。

 

硅藻

图源:网络

 

原来如此,难怪苔藓抗寒能里那么强呢。生物学家们的此次关于苔藓抗寒机制的研究,为合成生物学领域的研究又开辟了全新的可能性。

 

来源:

https://phys.org/news/2021-01-biologists-mosses-mechanism-cold.html

 

艾美捷科技优势代理品牌

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: