蛋白质可能是挽救受极端天气威胁的农作物的关键所在

加州大学河滨分校的一项新研究发现了一种控制植物生长的蛋白质，这对于农作物因天气变化而倒伏的问题来说具有重要意义。这项研究成果最近发表在《发育细胞》（Developmental Cell）杂志上。

IRK蛋白质可以有助于促进或限制作物生长

研究人员是在寻找植物细胞分裂或扩张方式的线索时发现了这种被称为IRK的蛋白质，在一种与芥菜有关的植物的根细胞中发现了IRK。

当这种蛋白质存在时，植物的根会感知到一种信号，告诉细胞不要分裂，如果能让植物忽略这些信号，或许可以让它在原本不可能生长的条件下生长。

研究表明，关闭产生IRK的基因会导致植物的根细胞分裂次数增加。增加的細胞可以长出更大的根，可以促使植物更好地从土壤中吸收营养，长得更粗壮。

在某些情况下，农民也希望限制植物生长。例如，阻止杂草生长，或在严重风暴过去之前暂停作物生长。IRK可以有助于实现这两个目标。

这一发现提供了另外一种控制生长的方法，了解植物本身是如何停止生长的，也可以加速植物生长。

该研究为了解根的功能和发育以及提高作物产量提供了新的支持

到目前为止，该研究团队只在芥属植物拟南芥上测试了关闭IRK基因的效果。然而，研究人员称，在其他作物中也发现了IRK蛋白。

这项研究之所以引人注目，不仅因为其对作物和粮食安全的潜在影响，还因为对植物根部的研究历来不如对植物地上部分的研究那么深入。这种局面可能是根部相对难以接近观察的性质导致的。

然而，根是植物生存和生产地面植物器官（如叶子、花和果实）的关键所在。因此，了解根的功能和发育对提高作物产量至关重要。

先前的研究已经考察了植物细胞间信号上下传输——从根到芽，从芽到根——的作用。这项研究表明跨根细胞间的信号传输也很重要。

长期以来，有一种假说认为这种细胞间的水平信号传输很重要，这项研究为此提供了新的证据。

下一步的研究方向

接下来，研究人员希望了解更加粗壮的根是否能更好地承受环境压力。农作物面临的最严峻挑战包括干旱和土壤盐分过高。

盐分在土壤中积累，有自然的，也有人为的，比如肥料和灌溉用水中的盐分。如果在土壤表层积聚太多的盐分，就会阻碍植物生长的重要过程，甚至导致作物完全歉收。

由于过于谨慎且无法精确测量含盐量，农民通常采用过度灌溉方式，把盐送到对作物危害较小的较深的土壤中。然而，由于水的数量和质量都不断下降，这种做法正受到审视。

如果能了解产生IRK的基因在关闭时会发生什么，或可降低威胁粮食安全的土壤条件对根系生长的影响。

来源：加州大学河滨分校