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我們已經(jīng)知道，植物們能夠利用氣味分子等媒介進(jìn)行信息傳播。令人吃驚的是，現(xiàn)在科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有些寄生植物和寄主使用messager RNA（mRNA）進(jìn)行信息的交流。弗吉尼亞理工大學(xué)的植物病理學(xué)教授吉姆·韋斯特伍德打開了植物學(xué)新的大門，他和他的同事們將植物物種間的信息溝通研究延伸到了遺傳分子水平。這項(xiàng)研究近日發(fā)表在《科學(xué)》上，而科學(xué)家們相信，其結(jié)果之中甚至可能隱藏著提高糧食生產(chǎn)效率的新思路。
韋斯特伍德和他的同事測試了寄生植物菟絲子（Dodder）和兩種寄主植物擬南芥和番茄之間的關(guān)系。為了從寄主植物吸取水分與養(yǎng)分，菟絲子使用它們的吸器穿透寄主植物的表皮，并“扎根”于宿主的細(xì)胞之中。韋斯特伍德正是在這個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)，菟絲子和宿主之間有著遺傳信息的交換。韋斯特伍德和他的同事們通過檢測菟絲子和其宿主之間的“聯(lián)系橋梁”——吸器內(nèi)的物質(zhì)交換，發(fā)現(xiàn)了來自菟絲子和寄主植物的遺傳信息。接著他們追蹤這些mRNA，并吃驚地發(fā)現(xiàn)這些寄生植物和寄主之間通過mRNA進(jìn)行著某種交流。
在生物體內(nèi)，mRNA，即信使RNA可以在細(xì)胞之間傳遞遺傳信息。它們像郵遞員那般攜帶工作郵件的信息，并傳遞給細(xì)胞相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃——比如需要編碼出哪些蛋白質(zhì)，來調(diào)控生理活動(dòng)。而韋斯特伍德的發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了植物物種間“交流”的概念：之前科學(xué)家認(rèn)為，mRNA等這些遺傳物質(zhì)是很脆弱、存在時(shí)間很短暫的，mRNA在物種之間的轉(zhuǎn)移，過去基本不可想象。而韋斯特伍德發(fā)現(xiàn)，在菟絲子的寄生關(guān)系中，成千上萬的mRNA分子飛奔在兩個(gè)物種的細(xì)胞工廠之間，傳遞信息，進(jìn)行交流，而在這其中，菟絲子起著主導(dǎo)作用。
通過交流，寄生植物菟絲子可以了解寄主的生長狀況，由此決定如何調(diào)控寄主的生理活動(dòng)。比如它可以釋放出mRNA進(jìn)行調(diào)控，降低寄主的防御“抗性”使得寄生植物的攻擊“穿透力”更強(qiáng)，也就是說，讓菟絲子更容易攻擊寄主植物并獲取好處。韋斯特伍德表示，下一階段的項(xiàng)目目的是破解這些mRNA所攜帶的信息到底是什么�！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，這種mRNA跨物種的交流溝通形式可能比我們以前所知的要多得多。”韋斯特伍德說道，“如今我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他們在相互交流，而接下來的問題是，他們在說些什么？”
新發(fā)現(xiàn)的這些信息包含了更深一層的意思：我們甚至可以去檢查是否其他生物，比如細(xì)菌和真菌，是否也能夠以類似的方式交換信息。而寄生植物和糧食產(chǎn)量的問題，也有了新的思路�！耙恍┘纳参�，比如獨(dú)角金（Witchweed，是的，“魔女草”）和肉蓯蓉（Broomrape）對豆科農(nóng)作物是極為嚴(yán)重的問題，特別是比較貧困的地區(qū)�！庇x菲爾德大學(xué)教授朱莉·斯科爾斯（Julie Scholes）說道，“吉姆的研究為寄生-寄主的信息交流研究打開了另一扇窗戶。而且令人振奮的是，如果我們能夠重新編程寄主植物的遺傳信息，那么我們可能能夠更容易地控制并減弱這些寄生植物對農(nóng)作物的破壞性影響。”
韋斯特伍德表示，雖然他的發(fā)現(xiàn)“令人著迷”，不過如何應(yīng)用將同樣有趣�！斑@些mRNA可能將會是我們找到寄生植物‘阿克琉斯之踵’的鑰匙，圍繞這個(gè)信息，后續(xù)的工作一定十分有趣。”他說道，“跟著藤蔓走，跟著mRNA走�！�
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