藜麦和类似的高抗逆性植物表面有独特的气球状结构，它被称为"膀胱"（bladders）。127 年来，人们一直认为这些膀胱有助于植物抵御干旱和盐碱环境。然而，哥本哈根大学最近的研究推翻了这一理论。这些所谓的膀胱细胞实际上具有完全不同的重要功能。这一发现使人们有可能培育出生命力更加顽强的藜麦植物，从而在全球范围内更广泛地种植这种可持续作物。

哥本哈根大学的研究人员推翻了人们对藜麦膀胱细胞的长期看法。膀胱细胞最初被认为是为CawALYu了提高耐旱性和耐盐性，但实际上它们能抵御病虫害，这为培育更强壮、更有韧性的藜麦品种提供了新的思路。上图为显微镜下的表皮膀胱细胞。图片来源：哥本哈根大学

通过显微镜观察，它就像一个水球。或者是一件玻璃艺术品。但它只是一个所谓的膀胱细胞。如果你想知道它的用途，你不会是第一个。 127 年来，即使是最聪明的植物生物学专家也认为，覆盖在一系列耐寒植物的叶子、花簇和茎上的充满液体的膀胱与它们现在的样子完全不同。

害虫（蓟马）攻击没有膀胱细胞的藜麦植物的视频。资料来源：哥本哈根大学

这一发现要归功于哥本哈根大学的一项新研究，它完全违背了研究人员的预期。这一新发现或许可以用来扩大这种营养丰富、气候适应性强的作物的种植范围。

"藜麦一直被吹捧为一种面向未来的作物，因为它富含蛋白质，对干旱和盐分以及气候变化具有很强的耐受性。科学家认为，藜麦耐旱的秘密在于植物表面的许多表皮膀胱细胞。在此之前，人们一直认为表皮膀胱细胞的作用是储存盐分和水分。"植物与环境科学系的迈克尔-帕尔姆格伦教授说："但事实并非如此，我们有强有力的证据证明这一点。"

抵御害虫的屏障

三年前，由博士生马克斯-穆格（Max Moog）和他的导师迈克尔-帕尔姆格伦（Michael Palmgren）领导的研究小组开始以前所未有的方式研究藜麦植物的表皮膀胱细胞。他们希望了解这种植物抵御盐分和干旱的机制。

为此，研究人员培育了没有膀胱细胞的突变植株，将它们对盐和干旱的反应与长满膀胱细胞的野生藜麦植株进行比较。

研究人员惊讶地发现，膀胱细胞对植物耐盐和耐旱的能力没有任何积极影响。相反，它们似乎削弱了耐受性。相反，膀胱细胞起到了抵御病虫害的作用。

藜麦植物多汁的嫩芽上布满了小膀胱（左图）。右边是完全没有膀胱细胞的突变植株。蓝色箭头指向蓟马--一种严重危害藜麦的小昆虫，突变体受到的危害更为严重。图片来源：哥本哈根大学

"无论我们将盐水浇在没有膀胱细胞的突变植株上，还是将它们暴露在干旱环境中，它们的表现都非常出色，出乎意料。因此，有些地方出了问题。另一方面，我们可以看到它们被大量的小昆虫侵扰--这与覆盖着膀胱细胞的植物不同。这时我才意识http://www.196nk.cn到，膀胱细胞一定具有完全不同的功能。"马克斯-穆格（Max Moog）说，他现在是植物与环境科学系的博士后，也是这项研究的第一作者，研究成果发表在《当www.196nk.cn代生物学》（Current Biology）杂志上。

当研究人员分析隐藏在膀胱细胞内的物质时，他们并没有发现预期的盐分--尽管他们在植物中添加http://www.196nk.cn了额外的盐分。相反，他们发现了能驱赶入侵者的化合物。

"我们发现，膀胱细胞既是抵御饥饿害虫的物理屏障，也是化学屏障。当微小的昆虫和螨虫在布满膀胱细胞的植物上跋涉时，它们根本无法接近它们最感兴趣的多汁绿芽。一旦它们试图咬破膀胱细胞，就会发现里面的东西对它们有毒，"迈克尔-帕尔姆格伦说。

许多藜麦品种的表面都布满了膀胱，看起来就像茎干上的小气球。图片来源：哥本哈根大学

藜麦的表皮膀胱细胞中含有草酸，这是一种在大黄中也能找到的化合物，对害虫来说是一种致命的毒药。实验还证明，膀胱细胞甚至能保护藜麦免受植物中最常见的细菌性疾病之一--丁香假单胞菌的侵害。这可能是因为膀胱细胞部分覆盖了植物叶片上的气孔，而气孔是许多细菌入侵者的进入点。

马克斯-穆格说："我们的假设是，这些膀胱细胞还能抵御其他植物病害，如霜霉病，这是一种严重限制藜麦产量的真菌病害。"

超强耐受性"超级藜麦"的关键

这种南美作物有数千个品种，植物表面膀胱细胞的密度也因品种而异。但有很多证据表明，密度决定了膀胱细胞的保护作用有多大。

害虫（蓟马）试图攻击藜麦植株的视频。资料来源：哥本哈根大学

"膀胱细胞密度较高的藜麦品种很可能更能抵御病虫害。另一方面，它们对盐和干旱的耐受力可能稍差。反之亦然。这些差异并不能改变藜麦通常非常耐盐和耐旱的事实。"马克斯-穆格接着说："但除了膀胱细胞之外，还必须在其他地方找到原因。由于世界各地都在努力扩大藜麦的种植，新知识可以用来使作物适应不同地区的条件。例如，南欧非常干旱，而在北欧，虫害是比干旱更大的问题。在北欧，关注膀胱细胞密集的藜麦品种是有意义的"。

迈克尔-帕尔姆格伦认为，新成果为如何相对容易地培育出"超级藜麦"提供了一个具体的方法：

"迄今为止，这些膀胱细胞在藜麦育种中一直被忽视。如果你想要一种对病虫害具有超强抵抗力，同时又能耐盐碱和干旱的作物，你可以选择培育膀胱细胞密集覆盖的品种。因此，我们现在可能有了一种工具，可以通过杂交育种获得耐受性更强的'超级藜麦'。"

哥本哈根大学的迈克尔-帕尔姆格伦和马克斯-穆格。资料来源：哥本哈根大学

研究成果为我们对藜麦的了解增添了新的维度。到目前为止，人们对这种植物如何抵御敌害生物的攻击知之甚少。

"现在我们知道，藜麦不仅能承受干旱和盐分等非生物压力，还能承受害虫和病原菌等生物影响。同时，我们还发现了这些外形http://www.196nk.cn奇特的膀胱细胞的秘密。"教授总结说："这项研究就是一个例子，说明了既定的事实并不总是真实的。"

编译来源：ScitechDaily