植物经常受到不利的环境影响和攻击，例如虫害。由杜塞尔多夫海因里希海涅大学 (HHU) 领导的一个国际研究小组现在描述了植物用来应对威胁的信号机制的核心部分，从而在植物未受影响的部分启动防御反应。在最新一期的《科学进展》杂志中，他们描述了 MSL10 等蛋白质所起的作用。

不断变化的天气条件、交替的干旱和降雨以及食草昆虫等害虫每天都对植物构成挑战。据估计，每年仅因虫害就损失了全球 5% 至 20% 的收成。模型表明，由于全球变暖，这种趋势可能会加剧。从经济和食品安全的角度来看，了解植物如何应对各种威胁并了解它们制定的防御策略非常重要。

来自德国、瑞士和的研究人员联盟与 HHU 分子生理学研究所的 Wolf B. Frommer 教授合作，现在发现了植物用来在受到攻击时“通知”未受伤的叶子的核心成分。然后，这些叶子可以开始产生防御物质，以保护邻近组织免受此类害虫的侵袭。

研究小组专注于植物的维管系统，该系统将水和养分从植物的根部输送到植物的芽部。他们想要研究的想法之一是古老的假设，即这种血管系统也有助于分散液压、化学和电信号，并且液压信号与电信号相结合。

部分血管组织中水的连续流动会产生真空。当植物受伤时，水流突然中断，导致压力变化。研究人员现在已经确定了一种称为“MSL10”的机械敏感离子通道，它记录了细胞膜的拉伸和相应的压力变化。当这种压力变化与谷氨酸盐(一种植物受伤时释放的物质)的升高同时发生时，植物会收到它受到攻击的快速警告。然而，单独而言，较高的环境谷氨酸水平也可能表明其他代谢波动。因此，当压力变化与谷氨酸水平增加同时发生时，压力变化是显着的。

一项关键实验涉及阻断 MSL10 蛋白的形成。如果没有 MSL10，电伤口信号会缩短，钙离子等信号分子的扩散效率就会降低。没有 MSL10 的植物也会产生较少的防御分子来对抗天敌。

来自 HHU 的 Thomas Kleist 博士和在该项目中发挥关键作用的 Michael Wudick 博士解释说：“因此，我们的国际团队首次成功证明，拉伸激活的机械敏感离子通道对于伤口诱导的信号传导是必要的。在植物中。”

该团队还开发了一个模型，该模型展示了 MSL10 如何与也有助于信号传导的其他蛋白质相互作用。研究结果清楚地表明，电气和液压信号之间存在联系的基本假设是正确的。

对于刚刚发表在《科学进展》杂志上的研究结果的深远方面，弗罗默教授是这样说的：“看到植物以与动物和人类相同的方式使用电信号，甚至所涉及的组件也相似，这很有趣。如果我们可以更好地了解伤口信号以及所涉及的过程和组成部分，我们可能能够帮助植物更快地识别威胁并防御它们。这反过来又可以帮助防止由于虫害和昆虫损害而导致的收成损失。”