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我国科学家揭示茶树“抱团取暖”抗寒互助机制

2025-03-04 09:53:08 中国食品报

安徽农业大学茶树种质创新与资源利用全国重点实验室宋传奎教授团队日前在国际学术期刊《科学进展》发表最新研究成果,首次揭示茶树通过化学信号实现群体“对话”,形成“抱团取暖”的抗寒互助机制。这一发现突破了对植物单向预警的传统认知,为解析植物群体智能响应提供了全新视角。

茶树是全球重要的叶用经济作物,低温是限制其生长和分布的关键环境胁迫因素。传统研究认为,植物可通过释放挥发物单向传递胁迫信号,但邻近植株能否“回应”并形成互助机制始终成谜。宋传奎研究团队通过设计气体双向交流实验发现,当受低温胁迫的茶树(供体)与正常茶树(受体)共存时,供体的抗寒能力显著提升,证实茶树存在群体协作现象。基于此,团队提出了大胆推测:受体植株并非被动接收信号,与人类的语言交流类似,植物之间也存在“对话”交流。

为了证明这一推测,科研人员通过大量实验,发现茶树在感知低温时会释放特殊气味分子,邻近茶树接收信号后迅速响应,释放名为“角鲨烯”的关键物质。随后,团队通过分子机制解析,证实角鲨烯可通过“角鲨烯—甾醇信号—CsCBF5”模块激活供体茶树抗寒核心基因,形成“释放警报—传递方案—协同防御”的闭环互助系统。换言之,就是低温下茶树会释放特定的挥发性物质,提高邻近茶树的抗寒性,而接收者释放“抗寒密钥”角鲨烯,促进供体茶树体内一种甾醇激素(CS)积累,启动其抗寒核心开关CsCBF5基因,进而激活茶树抗寒核心响应因子,形成互助闭环。

研究还揭示了茶树群体通过挥发性物质构建起天然“抗寒信息网”,每株茶树既是信号发射塔又是接收器。当寒潮来袭时,茶园内的防御系统会产生“1+1>2”的群体抗寒效应。“这项研究如同破译了植物王国的‘加密语言’。”宋传奎表示,团队未来计划开发“植物翻译器”技术,实时监测作物应激对话,为茶园精准管理提供新工具。该成果不仅为茶树抗寒育种提供理论支撑,也为小麦、玉米等作物应对气候变化带来启示。

(洪敬谱 姜家生)

 

《中国食品报》(2025年03月04日05版)