植物伸長(zhǎng)和彎曲以確保獲得陽(yáng)光。美國(guó)索爾克研究所科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物被樹(shù)冠遮蔽并同時(shí)暴露在溫暖的溫度下時(shí)，會(huì)有兩種植物因子促發(fā)加速生長(zhǎng)。發(fā)表于《自然·通訊》的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將幫助科學(xué)家預(yù)測(cè)植物會(huì)如何應(yīng)對(duì)氣候變化，并在全球氣溫上升損害產(chǎn)量的情況下提高作物生產(chǎn)力。

　　研究人員表示，人們以一定的密度種植農(nóng)作物，但研究結(jié)果表明，隨著氣候變化，需要降低種植密度以?xún)?yōu)化生長(zhǎng)。了解植物如何對(duì)光和溫度作出反應(yīng)的分子基礎(chǔ)，使人們能以特定方式微調(diào)作物密度，從而獲得最佳產(chǎn)量。

　　在發(fā)芽過(guò)程中，幼苗的莖迅速拉長(zhǎng)，突破覆蓋的土壤，以盡快捕捉陽(yáng)光。通常，莖暴露在陽(yáng)光下后會(huì)減慢生長(zhǎng)速度。但是，如果植物與周?chē)�的植物�?zhēng)奪陽(yáng)光，或者響應(yīng)溫暖的溫度以增加炎熱地面和植物葉子之間的距離，莖可以再次迅速伸長(zhǎng)。雖然樹(shù)冠遮蔭和溫暖的溫度這兩種環(huán)境條件都會(huì)促進(jìn)莖的生長(zhǎng)，但它們也會(huì)降低產(chǎn)量。

　　在新研究中，研究人員比較了同時(shí)在樹(shù)冠遮蔭和溫暖溫度下生長(zhǎng)的植物，以模擬高作物密度和氣候變化。他們使用了模式植物擬南芥，以及番茄和煙草的近親，來(lái)了解這3種植物是否同樣受到這種環(huán)境條件的影響。

　　研究發(fā)現(xiàn)，在所有3個(gè)物種中，當(dāng)植物同時(shí)避開(kāi)鄰近植物產(chǎn)生的陰影并暴露在較溫暖的溫度下時(shí)，它們會(huì)長(zhǎng)得非常高。在分子水平上，研究人員發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子PIF7是一種幫助基因“開(kāi)啟”和“關(guān)閉”的蛋白質(zhì)，是推動(dòng)快速增長(zhǎng)的主要因素。研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)作物檢測(cè)到鄰近植物時(shí)，生長(zhǎng)素會(huì)增加，從而促進(jìn)生長(zhǎng)以應(yīng)對(duì)同時(shí)變暖的溫度。這種協(xié)同的PIF7—生長(zhǎng)素途徑使植物能對(duì)其環(huán)境作出反應(yīng)并尋求最佳生長(zhǎng)條件。

　　一個(gè)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子PIF4在溫暖的溫度下也刺激了莖的伸長(zhǎng)。然而，當(dāng)陰影和溫度升高結(jié)合起來(lái)時(shí)，這個(gè)因素就不再發(fā)揮重要作用。而先前的研究已表明該因素在相關(guān)生長(zhǎng)情況中的重要性。

　　研究人員表示，全球氣溫正在上升，因此人們需要能在這些新條件下茁壯成長(zhǎng)的糧食作物。確定在溫暖溫度下調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，將有助于開(kāi)發(fā)出性能更好的作物來(lái)養(yǎng)活后代。