来自丹麦自然历史博物馆和哥本哈根大学植物与环境科学系的研究人员与皇家植物园邱园的研究人员合作,证明了一些芦荟品种会收缩,或者更科学地说,会将细胞壁折叠在一起。通过这样做,植物在干旱时保护了资源。同时,它们细胞壁的碳水化合物(多糖)成分也发生了变化。该结果刚刚发表在《植物、细胞和环境》杂志上。
“我们的研究结果将碳水化合物组成的变化与芦荟植物应对长期干旱的能力联系起来。这是非常相关的,因为气候变化和气候波动的严重可能性,我们了解了允许一些植物在极端条件下生存的生理机制,”丹麦自然历史博物馆的植物生物学家路易丝伊萨格阿尔说。有用的遗传特征
大多数多肉植物可以在容易遭受短期或长期干旱的地区生存。这种能力使多肉植物成为室内植物。芦荟和其他芦荟品种在叶子中间有一种特殊的组织,叫做水肿。这种组织具有很好的控制叶子含水量的能力。
多肉植物抵御干旱的机制之一是在脱水期间将细胞壁折叠在一起,当有水时再将它们扩张。细胞壁和水肿细胞中碳水化合物的独特组成部分是这些植物调节和保持水分的能力的原因。这是一个可以转移到其他植物的特性。
“我可以想象,通过识别和理解允许芦荟物种折叠和扩展细胞壁的遗传机制,我们将能够将类似的机制整合到作物中,使它们更适应气候变化,”路易丝阿格雷尔说。
19世纪末,德国植物学家首次描述了细胞壁折叠的肉质植物物种。20世纪初,另一位德国植物学家进一步研究了他的观察结果。从那以后,很少有研究人员研究细胞壁折叠背后的潜在机制。直到Louise Isager Ahl和Jozef Mravec想知道他们观察到的碳水化合物组成的变化和细胞壁折叠之间是否存在相关性。他们一起开始研究干旱前后芦荟植物中碳水化合物的组成。
“通过细胞壁适应干旱的能力在其他多肉植物中也存在,但芦荟中碳水化合物组成的变化与干旱有关,这一点以前在芦荟中没有被研究过。植物学家和碳水化合物化学家在这个项目中的独特合作使我们能够更好地理解这些碳水化合物的组成和功能与这些植物的干旱管理能力有关,”Louise Isager Ahl说。