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　　一根網線串起家中的智能設備，讓它們可以在網絡中互聯。在自然界，植物之間也有這樣的“網線”，可以讓兩個甚至多個植物互聯，傳遞信號。
　　這種可當作“網線”的植物就是菟絲子。最近，這項研究成果刊登在《美國國家科學院院刊》上。
　　傳遞生物信號
　　菟絲子是一種全寄生植物，因為其不含或者含有極少的葉綠素，所以無法或極少進行光合作用為自己提供營養(yǎng)，只能通過吸取其他植物的營養(yǎng)而存活。
　　“菟絲子是一種莖寄生植物，它‘扎根’在其他植物的莖中。而且，它經常會同時寄生幾個植物。”該項研究的負責人、中國科學院昆明植物研究所吳建強博士告訴《中國科學報》記者。為了更好地汲取養(yǎng)分，所有寄生植物都具備一個特殊的器官——吸器，并將其與寄主的維管束組織形成連接，從寄主獲取營養(yǎng)、水分等生長所需物質，造成寄主營養(yǎng)的大量流失，進而嚴重影響寄主生長和繁殖。
　　只是植物維管束中傳遞的不僅是營養(yǎng)成分，還有生物電。早在100多年前，科學家就在受到機械刺激的捕蠅草裂片的細胞中發(fā)現存在動作電位，并提出電位的傳遞速度與環(huán)境溫度有較高相關性。
　　后來，在葡萄、錫蘭蓮、絲瓜等植物中，科學家也發(fā)現存在動作電位的產生與傳遞。這些發(fā)現開啟了植物電信號在生理情報領域中研究應用的序幕。
　　上世紀70年代，科學家又發(fā)現植物存在系統性響應，這種響應是當植物被昆蟲“攻擊”時，除了被取食的葉片或組織產生抗蟲響應，其他未被損傷的葉片或組織也能夠有類似的響應。這說明有一種或多種信號從被昆蟲取食的葉片或者組織移動到植物的其他部位，誘導抗蟲響應。
　　那么這種信號傳遞是否會被吸取營養(yǎng)的菟絲子捕捉到？“最開始，我們提出一種假說，就是菟絲子在通過維管束吸取營養(yǎng)時，也從中接收到植物傳遞的信號，并且將這種信號傳遞給其他寄主。”吳建強解釋說。
　　吳建強和同事們選取擬南芥、大豆和野生番茄等作為寄主，在不斷嘗試讓菟絲子成功寄生后，發(fā)現菟絲子確實充當了“通信渠道”。在實驗室搭建的生態(tài)微群落中，研究人員發(fā)現當昆蟲取食一個寄主的時候，這個寄主能夠產生一個信號，這個信號不但能夠誘導被取食植物的抗蟲性，而且通過菟絲子這個渠道，能夠被傳輸到其他的寄主植物，同樣增強這些植物的抗蟲能力。
　　雖然目前沒有研究確定移動信號到底是什么，但在吳建強的這項實驗中，研究人員證實，一種叫作茉莉酸的植物激素在這個“交流”過程中起到了非常重要的作用。“茉莉酸像是個將軍，對這個移動信號有重要調控作用?！眳墙◤娧a充道。
　　而且，茉莉酸能夠傳遞到至少一米遠的寄主，誘導其進行抗蟲響應。通過測定發(fā)現，這個信號的傳遞速度大約是兩個小時一米?！斑@種速度對于人來講是非常緩慢的，但是對于植物而言，接收到這種信號就像是被通風報信，能提前得知附近有昆蟲取食而作出抗蟲準備?！眳墙◤娬f。當然，植物的抗蟲表現各異，“煙草中的尼古丁就是天然的抗蟲化合物，對昆蟲有很強的毒性。很多植物還產生蛋白酶抑制劑，能夠抑制昆蟲腸道中的消化酶的活性”，吳建強說。
　　菟絲子之后是列當
　　其實，吳建強在德國馬普所學習工作期間，從事的是昆蟲與植物相互作用的研究?！氨热缋ハx取食植物時，植物如何對抗。”吳建強介紹道，“后來看到了植物間作用的論文，進而想到寄生植物可能傳遞信號，回國之后，我馬上著手開始了研究?！?br/>　　“寄生植物并不只菟絲子一種，我們選擇菟絲子第一是因為它屬于莖寄生植物，對比根寄生植物，菟絲子更容易操作和觀察。其次是因為菟絲子的基因組較小，比較容易測序，并且容易進一步研究其吸器的形成與進化?！眳墙◤娊忉尩?，“而且，生物學中，植物有很多信號傳導，除了抗蟲還有抗病、抗旱等系統性信號。那么菟絲子是否可以傳遞所有的信號？其生態(tài)學意義是什么？”
　　現在，吳建強與同事們還開始進行列當的研究。列當對于人類來說也是“臭名昭著”的寄生植物，而且其從根部寄生，令寄主失去營養(yǎng)。
　　比如我國內蒙古和新疆等地區(qū)的農作物就受到列當影響，造成農作物減產?！澳壳把芯苛挟數哪康?，是希望了解當寄主受到生物或非生物因素脅迫時，系統性信號進入列當，是否會對列當也產生影響，這樣的反應是否會具有生態(tài)學意義？”吳建強說。
　　換個角度看“寄生”
　　談及寄生植物，特別是寄生在農作物上的植物，對于人類來說都是需要對抗甚至被消滅的。但實際上，不論人類如何不喜歡寄生植物，它們依然頑強地生存在世界上。
　　“不得不承認的是，寄生是一種成功的生存方式，是特殊的生命現象，在自然界中具有一定的生態(tài)位?！眳墙◤娊忉屨f，“這也是因為菟絲子等寄生植物本身的基因進化遠比其他植物更快?！?br/>　　對菟絲子的研究，讓吳建強意識到從人類角度看上去“不好”的植物，在植物之間卻也能產生一定正面的意義?！爱斎唬私z子在寄主之間傳遞信號的作用，不能抵消其對于寄主的傷害。但我們的研究也提醒，需要從多個角度看植物之間的作用?！?br/>　　為了更好地完成研究，吳建強甚至查閱了關于寄生蟲的論文，并在論文最后引用了其中的一些內容?！凹纳x雖然令醫(yī)生頭疼，但是某些寄生蟲卻可以抑制寄主的免疫系統對自身的攻擊，從而緩解某些自身免疫性疾病的癥狀?！眳墙◤姳硎?。當然，這并不意味著就需要人們培養(yǎng)寄生蟲解決免疫系統的問題，相反，科學家可以從中找到相關機理，提取有效成分，進而達到治療疾病的目的。而這在植物界亦是同理。
　　“我們這個研究利用創(chuàng)新點，從新的生態(tài)學現象揭示寄生植物與寄主間的互作關系，或許可以從另一個角度帶來啟示，為之后的對抗寄生植物的研究以及植物抗病、抗蟲等研究提供新的思路?！眳墙◤娍偨Y道。
　?。ㄔd于《中國科學報》 2017-09-01 第3版 科普)