植物幹細胞需要低氧水平

擬南芥（股票圖像）。

圖片來源：?Vasiliy Koval / Adobe Stock

植物是我們星球的綠色肺部。這是正確的，因為一棵大樹的能力每年通過光合作用中的一系列陽光燃料反應釋放超過120千克的氧氣進入地球大氣層。然而，在洪水事件期間，植物組織可能經歷嚴重的缺氧，這是一種壓力情況，每年導致所有主要作物如水稻，小麥和大麥的產量大幅下降。

來自義大利比薩大學哥本哈根大學生物系和德國亞琛工業大學以及德國海德堡大學的研究人員現已發現低氧濃度（缺氧）為植物生長提供了必要條件。

「配備新一代微觀氧探頭，我們能夠測量大約30個細胞的組織隔室的氧氣濃度，稱為莖尖分生組織，」哥本哈根大學的Ole Pedersen教授說。「我們發現，在這個區域，低氧的利基包裹著負責產生新葉和花的幹細胞。在這裡，低氧水平控制了通過促進蛋白質穩定性產生新葉子的速度。 ，命名為ZPR2，負責細胞增殖和分化。「

因此，大多數植物組織在由於洪水事件引起的缺氧的情況下嚴重受損，但是這項新研究清楚地表明缺氧是維持幹細胞的先決條件。

這一發現遵循近年來關於厭氧菌植物代謝控制的研究，也發表在「 自然與自然通訊」上，並向理解新器官的生產如何與影響植物生長和生產力的環境參數相關聯邁出了一步。 。

維持幹細胞的低氧水平的要求並非植物所特有。動物的幾種類型的幹細胞，包括人類，也具有相同的特徵。這是顯著的，因為植物和動物在進化環境中僅非常明顯相關，但是在組織中的多細胞組織方面都表現出最高水平的複雜性。顯然，低氧的建立和維持是新細胞「工廠」活動的必要條件，因此在植物和動物中獨立發育。

這一發現的應用是雙重的。育種者現在有了一個新的目標，用於選擇新的作物品種，更好地適應在影響呼吸的次優環境中保持生產力，例如高溫或快速洪水。此外，研究人員現在將比較植物和動物幹細胞，以揭示幹細胞維持和器官發育的秘密。

（來源：哥本哈根大學理學院）

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