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      植物防御遵循鐵娘子原則
      
			
      
				2019-05-08 09:22:15
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      磷酸鈣是牙齒和骨骼的典型成分。最近已經(jīng)證明，巖蕁麻科的植物也在其“牙齒”中使用這種非常堅(jiān)硬的礦物來(lái)抵御它們的動(dòng)物敵人。波恩大學(xué)的植物學(xué)家現(xiàn)已證明磷酸鈣在植物中比以前懷疑的更為普遍。甚至thal cress(擬南芥(Arabidopsis thaliana))也使用這種生物礦物結(jié)殼硬化的毛狀體來(lái)抵御蚜蟲等敵人。結(jié)果現(xiàn)已首先在網(wǎng)上發(fā)表在科學(xué)雜志“Planta”上。印刷版將于1月出版。
      

      植物防御遵循鐵娘子原則
      

      在農(nóng)業(yè)中，不受歡迎的擬南芥(Arabidopsis thaliana)被簡(jiǎn)單地視為雜草。然而，在科學(xué)領(lǐng)域，植物幾十年來(lái)一直是遺傳學(xué)，分子生物學(xué)和生理學(xué)研究的模式生物。波恩大學(xué)植物生物多樣性研究所的Maximilian Weigend博士說(shuō)：“它肯定是所有研究中最好的植物”。“更令人驚訝的是，擬南芥毛狀體尖端的磷酸鈣現(xiàn)在才被發(fā)現(xiàn)。”Weigend教授團(tuán)隊(duì)在電子顯微鏡和拉曼光譜的幫助下，確定了硬齒狀物質(zhì)。
      

      事實(shí)上，“牙齒”不僅限于動(dòng)物，而且還存在于植物中，這一事實(shí)之前，波恩植物學(xué)家曾在Hans-JürgenEnsikat的幫助下在巖蕁麻科(Losaceae)中證明了這一點(diǎn)。隨后，科學(xué)家將他們的研究擴(kuò)展到其他各種工廠訂單。他們可以證明在幾十種植物物種中存在磷酸鈣生物礦化，例如，Rosales，Boraginales和Brassicales - thal cress屬于后者。
      

      看似柔軟的頭發(fā)是鋒利的武器
      

      “人們?cè)缇椭涝S多植物使用玻璃狀二氧化硅或碳酸鈣來(lái)加強(qiáng)它們的毛狀體”，Weigend工作組的Adeel Mustafa報(bào)告說(shuō)。“令人驚訝的是，非常堅(jiān)硬的磷酸鈣也被各種物種使用，直到最近才被完全忽視。”然而，thal cress缺乏壯觀的刺或刺痛的蕁麻刺 - 用它們來(lái)保護(hù)自己免于瀏覽像奶牛這樣的哺乳動(dòng)物。在擬南芥中，毛狀體較小且相對(duì)較軟 - 只有微小的尖端被特別堅(jiān)硬的磷酸鈣物質(zhì)所包裹。“生物礦物顯然存放在需要最大機(jī)械穩(wěn)定性的地方”，Weigend解釋道。
      

      顯微圖像顯示刺穿的蚜蟲
      

      Thal cress使用它的毛發(fā)來(lái)保護(hù)自己，主要是對(duì)抗蚜蟲等小昆蟲。顯微圖像顯示礦化毛狀體是如何代表不可逾越的障礙的。就像一個(gè)鐵娘子，中世紀(jì)的折磨工具，特別硬化的頭發(fā)刺穿了蚜蟲。“我們正在處理微型防御武器，阻止許多類型的昆蟲破壞這些植物”，Weigend說(shuō)。
      

      “在某種程度上，令人驚訝的是并非所有植物都在結(jié)構(gòu)生物礦化中使用磷酸鈣，”Mustafa總結(jié)道。鈣和磷酸鹽幾乎普遍以其他化學(xué)化合物的形式存在于植物中，但作為生物礦物的用途并不普遍。二氧化硅和磷酸鈣遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于碳酸鈣- 這是最常見的生物礦物質(zhì) - 因?yàn)樗鼈兙哂懈叩挠捕?。能夠用鈣硬化頭發(fā)磷酸鹽似乎具有遺傳基礎(chǔ)。Weigend概述了未來(lái)可能的搜索主題：“揭示這些防御武器生產(chǎn)的遺傳基礎(chǔ)將是下一個(gè)合乎邏輯的步驟。這將使我們能夠利用這些自衛(wèi)植物作為繁殖更多抗蟲作物的模型。”
      
			

			
        
      
			
      
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