有大學發現,以前未被察覺的植物特性能夠有效清潔空氣。來自美國索爾克研究所的團隊進行了一項突破性的研究,揭示了植物在生命後期如何抵禦環境威脅。這些發現可能幫助科學家培育出能夠捕捉並存儲更多二氧化碳的新型植物。
這項研究發表在《發育細胞》期刊上,並且團隊在新聞稿中詳細說明其發現如何能提高未來植物的效能。
索爾克研究所的研究團隊發現,植物在生命的後期,會使用一種名為樹皮層細胞的特別細胞來增加環境防禦能力。這些細胞包含大量的木栓質,這種分子可以幫助植物有效地捕捉並存儲二氧化碳,並且相較植物的莖和葉能提供更持久的碳存儲。
過去的研究多集中在年輕植物,尤其是新根的延長上,但索爾克團隊則把目標聚焦於老化植物如何利用不同成分(例如樹皮層細胞)對抗溫度、乾旱和微生物感染等挑戰。植物建構的綜合防禦體系被稱為周皮。科學家透過單細胞測序技術研究了這些細胞,並創建了第一個完整的基因表達圖譜。
這項研究的首席作者夏洛特·米勒表示,以這樣的深度來收集成熟植物的詳細資訊,從未有過。透過單細胞分析,他們能夠理解周皮內每種細胞類型的基因發展過程,而不僅僅是對整個根系統進行粗略的研磨分析。
團隊的發現可以用來增強新植物含木栓質的能力,以不僅支援碳捕捉與儲存,還能防止根腐病。此精細的基因檢驗讓科學家能夠工程化培育出擁有更多樹皮層細胞和木栓質,且擁有長效碳捕捉功能的植物。
目前正在進行的多種努力都集中在全面發揮植物吸收碳的潛力。生物技術公司Living Carbon正在研究被稱為「植物界的鑽石」的孢子花粉素,嘗試將其視作潛在解決方案。而賓漢姆頓大學的研究人員則採用另一種方法,開發能夠室內捕捉碳的人工植物。和賓漢姆頓大學配合,賓漢姆頓大學的研究人員則採用另一種方法,開發能夠室內捕捉碳的人工植物。與此同時,受到比爾·蓋茨支持的初創公司Graphyte則特別專注於將充滿碳的植物磚塊埋入地下。
面對創下紀錄的碳污染,植物能夠在減少大氣中的二氧化碳濃度方面發揮重要作用,這樣的濃度上升導致了危險的全球變暖現象以及由此引發的極端天氣現象如乾旱等。
目前索爾克團隊的下一步將是深入研究樹皮層細胞在不同行為階段的發展,以尋找能夠促進其生長的最佳方法。他們還希望獲得更多有關周皮發展的見解,以及周皮之外的富木栓質細胞如何保護植物對抗側根生長的資訊。
研究的資深作者沃夫岡·布什總結道:「我們的工作不僅推動了植物科學的前沿,也為創建更加耐用的作物打開了大門,並通過植物根系增強碳封存,提供了解決農業和氣候挑戰的方案。」