植物如何记录创伤的科学包括钙波的前兆

关于植物如何依靠钙波对伤害和其他压力做出系统反应的长期理论已被赋予了新的视角。约翰·英尼斯中心的研究人员已经证明，钙波不是主要反应，而是对从伤口释放的氨基酸波的次要反应。

这些发现挑战了对长距离植物信号分子的既定思维，以及信息从压力点通过活的和非活的植物组织传播的机制。

多年来，人们一直观察到，伤口和其他创伤会引发钙波，这些钙波既可以从细胞到细胞的短距离，也可以从叶子到叶子的较长距离。

这些钙波让人想起哺乳动物神经中的信号传导，但由于植物没有神经细胞，这种情况发生的机制一直存在疑问。

发表在《科学进展》上的新发现表明，当一个细胞受伤时，它会释放出一波谷氨酸盐，一种氨基酸。当这种波穿过植物组织时，它会激活它所经过的细胞膜中的钙通道。这种激活看起来像钙波，但却是移动谷氨酸信号的被动反应或“读出”。

先前的假设解释了钙波如何穿过植物细胞，涉及传播钙信号的活性机制。这些假设依赖于沿着细胞膜传播的信号，或通过木质部的压力波，但没有解释反应如何从一个细胞传递到下一个细胞。

约翰·英尼斯中心小组组长克里斯蒂娜·福克纳博士说：“每次提出主动传播模型时，我都会质疑这波是如何从一个细胞传播到另一个细胞的。在我看来，这个理论中存在一个漏洞，这项研究揭示了一种新的机制，表明钙波并不像它看起来的那样。

Faulkner博士的团队专门研究等离子体，连接细胞的通道或桥梁，研究小组推测伤口信号将通过等离子体从细胞传播到细胞。然而，使用定量成像技术，数据建模和遗传学，他们发现移动信号是沿着细胞壁在细胞外传播的谷氨酸波。

“谷氨酸和钙波是相连的-谷氨酸触发钙反应。你可以用走廊的类比来想象它。谷氨酸冲下走廊，当它经过一扇门时，它踢开了它。钙反应是门的打开。到目前为止，人们一直认为沿着走廊移动的是液压或一系列传播的化学反应，但我们的研究表明情况并非如此，“福克纳博士说。

该研究的第一作者AnalisaBellandi博士说：“我们已经证明钙波与谷氨酸波同步，并且它们的动力学与扩散和流动的传播相匹配。这项研究让我们重新思考我们所知道的。我希望我们的研究能够激发辩论，让人们对已经存在了很长时间的数据采取新的观点。