埼玉大学研究生院研究生 Takuma Hagiwara 领导的一个研究小组与国立基础生物学研究所合作,将触发含羞草叶片运动的远距离、高速信号可视化。揭示了有
植物没有神经或肌肉,但当它们被触摸或受伤时,它们会弯曲称为叶枕的运动器官,并一个接一个地移动叶子。长期以来,导致这种高速运动的长距离信号分子的身份以及高速运动的生理作用尚不清楚。
研究小组创造了一种带有钙(Ca2+)荧光生物传感器基因的“闪亮”含羞草,并成功地可视化了含羞草在受伤时产生的Ca2+信号。结果发现,当用剪刀剪伤叶子时,受伤部位会产生 Ca2+ 电信号,当该信号到达叶枕(运动器官)时,仅 0.1 秒后叶子就会运动。
此外,利用药理学方法和基因组编辑技术,我们创造了一个“不折不扣”的海市蜃楼。在使用蚱蜢和其他草食性昆虫进行的喂食损害实验中,昆虫吃掉了更多没有移动叶子的含羞草。此外,当蝗虫啃食普通含羞草的叶片时,随着Ca2+信号的传递,叶片相继合拢,蝗虫停止取食并转移到其他地方。
基于此,课题组提出了一种针对Ojigisou害虫的高速运动模型。 该模型表明:(2) 含羞草叶子的叶子被昆虫破坏,(2) CaXNUMX+ 和电信号传输到全身,(XNUMX) 叶枕细胞中 CaXNUMX+ 浓度增加,(XNUMX) 高速叶发生运动,并且 (XNUMX) 保护叶子免受虫害。由于这种对害虫的高速防御,海市蜃楼比其他不动植物更不容易被吃掉。