幼苗在较暖条件下生长更长的茎，这一过程依赖于生长素和微素反应因子（ARFs）的活性。图：索尔克研究所

萨尔克研究所突破：植物根系“内部恒温器”揭示温度感知新机制

发现一种直接感知温度并调控根部生长的蛋白质，或为耐高温作物育种提供新思路

关键发现

核心激素：生长素（Auxin）：在植物生长中扮演“主调节器”角色，控制细胞伸长、根茎发育等。

新发现蛋白伙伴：一组直接感知温度的蛋白质，构成植物细胞内部的“恒温器”。

机制揭示：在低温下，相关转录因子（ARF）以聚集的“储备”形式存在；温度升高时，蛋白质解聚、溶解度提升，进入细胞核激活生长相关基因。

快速响应：植物不需要合成新蛋白，而是重新分配现有蛋白，显著提升对环境变化的适应速度。

“我们已经发现了一种能够直接感知温度并相应调整根部生长的蛋白质，这对理解植物如何将环境信号转化为生长命令是一个重要突破。” — 斯特拉德博士

研究背景

温度与生长的关系：长期以来，研究者已知温度会影响植物激素水平，尤其是生长素。然而，高温下生长素水平升高，却往往抑制根部细胞伸长，形成“温度-生长素-根部”三角困境。

新视角：此次研究通过对ARF蛋白的深入分析，揭示其自身可直接感知温度，解决了长期以来的生物学悖论。

“生长素像金发姑娘的故事——既不多也不少才是最佳状态。” — 斯特拉德博士

研究方法与发现

ARF蛋白：在低温时聚集成不活跃的簇，功能被“储备”。

温度升高：ARF解聚，溶解度提升，进入细胞核，激活根部生长相关基因。

蛋白质特性：高温下蛋白更稳定、更易溶解，促使其在细胞中快速积累并发挥功能。

快速响应机制：通过重新分配现有蛋白而非新合成，植物能够更快地对温度变化做出反应。

“可以把这看作细胞内部的内置恒温器——一种非常巧妙的生长调控方式。” — 维尔金森博士（Edward Wilkinson，斯特拉德实验室前博士生）

“这套动态系统赋予植物极大的优势，使其无需从零开始合成新蛋白，即可迅速调整生长。” — 萨格曼-弗纳斯博士（Katelyn Sageman‑Furnas，斯特拉德实验室博士后）

应用前景

作物育种：鉴于根部生长是获取水分和养分的关键，新发现的温度感知机制可为设计高温耐受作物奠定分子基础。

农业可持续发展：提高作物在高温、干旱等极端环境下的存活率，保障粮食安全。

跨学科合作：该研究与布宜诺斯艾利斯大学植物生理与生态研究所（IFEVA）科尔实验室同步发表，体现了国际协作的优势。

“这类发现正是萨尔克研究所合作精神的体现，也展示了我们校园内外的互惠关系。” — 斯特拉德博士

勇编撰自论文"AUXIN RESPONSE FACTOR thermostability".Nature Communications.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。