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植物干细胞需要低氧水平

植物是我们星球的绿色肺部。这是正确的,因为一棵大树的能力每年通过光合作用中的一系列阳光燃料反应释放超过120千克的氧气进入地球大气层。然而,在洪水事件期间,植物组织可能经历严重的缺氧,这是一种压力情况,每年导致所有主要作物如水稻,小麦和大麦的产量大幅下降。

来自意大利比萨大学哥本哈根大学生物系和德国亚琛工业大学以及德国海德堡大学的研究人员现已发现低氧浓度(缺氧)为植物生长提供了必要条件。

“配备新一代微观氧探头,我们能够测量大约30个细胞的组织隔室的氧气浓度,称为茎尖分生组织,”哥本哈根大学的Ole Pedersen教授说。“我们发现,在这个区域,低氧的利基包裹着负责产生新叶和花的干细胞。在这里,低氧水平控制了通过促进蛋白质稳定性产生新叶子的速度。 ,命名为ZPR2,负责细胞增殖和分化。“

因此,大多数植物组织在由于洪水事件引起的缺氧的情况下严重受损,但是这项新研究清楚地表明缺氧是维持干细胞的先决条件。

这一发现遵循近年来关于厌氧菌植物代谢控制的研究,也发表在“ 自然与自然通讯”上,并向理解新器官的生产如何与影响植物生长和生产力的环境参数相关联迈出了一步。

维持干细胞的低氧水平的要求并非植物所特有。动物的几种类型的干细胞,包括人类,也具有相同的特征。这是显着的,因为植物和动物在进化环境中仅非常明显相关,但是在组织中的多细胞组织方面都表现出最高水平的复杂性。显然,低氧的建立和维持是新细胞“工厂”活动的必要条件,因此在植物和动物中独立发育。

这一发现的应用是双重的。育种者现在有了一个新的目标,用于选择新的作物品种,更好地适应在影响呼吸的次优环境中保持生产力,例如高温或快速洪水。此外,研究人员现在将比较植物和动物干细胞,以揭示干细胞维持和器官发育的秘密。

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