埼玉大學研究生院研究生 Takuma Hagiwara 領導的一個研究小組與國立基礎生物學研究所合作,將觸發含羞草葉片運動的遠距離、高速信號可視化。揭示了有
植物沒有神經或肌肉,但當它們被觸摸或受傷時,它們會彎曲稱為葉枕的運動器官,並一個接一個地移動葉子。長期以來,導致這種高速運動的長距離信號分子的身份以及高速運動的生理作用尚不清楚。
研究小組創造了一種帶有鈣(Ca2+)熒光生物傳感器基因的“閃亮”含羞草,並成功地可視化了含羞草在受傷時產生的Ca2+信號。結果發現,當用剪刀剪傷葉子時,受傷部位會產生 Ca2+ 電信號,當該信號到達葉枕(運動器官)時,僅 0.1 秒後葉子就會運動。
此外,利用藥理學方法和基因組編輯技術,我們創造了一個“不折不扣”的海市蜃樓。在使用蚱蜢和其他草食性昆蟲進行的餵食損害實驗中,昆蟲吃掉了更多沒有移動葉子的含羞草。此外,當蝗蟲啃食普通含羞草的葉片時,隨著Ca2+信號的傳遞,葉片相繼合攏,蝗蟲停止取食並轉移到其他地方。
基於此,課題組提出了一種針對Ojigisou害蟲的高速運動模型。 該模型表明:(2) 含羞草葉子的葉子被昆蟲破壞,(2) CaXNUMX+ 和電信號傳輸到全身,(XNUMX) 葉枕細胞中 CaXNUMX+ 濃度增加,(XNUMX) 高速葉發生運動,並且 (XNUMX) 保護葉子免受蟲害。由於這種對害蟲的高速防禦,海市蜃樓比其他不動植物更不容易被吃掉。