植物如何在寒冷中对抗细菌

密歇根州立大学的科学家们进一步深入了解了一种名为CAMTA的植物蛋白如何帮助植物增强自身，因为它们预计会出现长时间的寒冷，例如美国中西部或北欧的冬季三到四个月。该研究背后的长期目标是培育或创造对温度波动较大的植物。该研究发表在“植物细胞”杂志上。

CAMTA蛋白质在植物中普遍存在，它们有助于开启与这些植物传播冷冻耐受性的基因。在该研究中，观察到CAMTA蛋白质还控制植物如何在长期寒冷条件下抵御有害细菌。

在寒冷中，植物通常会积聚高水平的水杨酸或SA，这是一种保护它们免受细菌侵害的化合物。

“在温暖的温度下，CAMTA蛋白，特别是N末端(蛋白质的起点)阻断了产生SA的系统，”大学杰出教授和MSU基金会Michael教授实验室的博士后学生Yong Sig Kim说。 Thomashow。

当它冷却足够长的时间段时，会产生一个未知信号，修改CAMTA以允许SA生产开启。在这种情况下，C末端或由游离羧基终止的氨基酸链的底部检测信号 - 可能是细胞钙水平的升高 - 这使得SA生物合成成为可能。

这一观察结果反转了当前接受的模型，而这些模型反而提出C端阻断了SA的产生。

为什么对寒冷的耐受会引发细菌防御?

“SA本身并不能保护植物免受寒冷侵袭。相反，我们认为这些植物在寒冷中增强免疫系统作为一种先发制人的策略，”金说。

尽管植物采取措施在寒冷中存活，但它们仍然受到伤害，并且它们的结构不稳定，这使它们更容易受到细菌感染。

因此，弱化的植物保持警惕作为预防措施。它类似于人类采取预防措施保持健康的方式 - 吃得好，睡8个小时，补充水分等。

这种知识对农业生产具有长期潜在影响。例如，根据美国环保署的数据，在2010年和2012年，夜间高温影响了美国玉米种植带的玉米产量，而由于冬季温暖导致的早熟导致2012年密歇根樱桃损失2.2亿美元。

“植物防御领域逐渐揭示出对抗元素和对抗其他生物的保护机制是如何相互关联的，”金说。