植物的烟熏开端

Gavin Flematti讨论了森林大火烟雾中的一种化学物质如何帮助植物发芽。
2013年5月23日

采访

西澳大利亚大学的Gavin Flematti博士

众所周知,一些植物依靠丛林大火使种子发芽墨尔本东部的森林大火烟雾提醒一下,但是怎么提醒呢?西澳大利亚大学的Gavin Flematti研究了这个问题,他向Chris解释了他是如何发现烟雾中的化学物质的。

加文:多年来人们都知道,在一片土地上发生的火灾,一旦火灾发生,下一场雨就会到来,当地物种就会突然恢复生长。南非的一些研究人员发现,烟雾中的化学物质实际上是造成这种效果的原因。所以,我加入了这个行列,我们试着找出造成这种效应的实际化合物是什么。

克里斯:所以,当你说烟雾中有什么东西使这一切发生时,并不是说你把所有的东西都烧掉了,竞争对手下降了,一些种子碰巧在燃烧中幸存下来,它们生长了。实际上,有一个活跃的过程会触发种子生长,但只有在周围有烟雾的情况下。

加文-对,没错。南非的研究人员,约翰内斯·德·兰格,他试图让这种只有在火灾后才会出现的物种发芽,他想尽了一切办法让它发芽,但它就是不发芽。然后,他在那里抽了一小块地大约12个月后回来,你看,这些物种发芽了。所以,他发现烟雾中确实有某种东西导致了这种效果。

克里斯:那么,你是如何解决这个问题的?你采取了什么方法来试图弄清楚发生了什么?

基本上,我是说,Johannes de Lange发现如果你把烟泡在水里,你就会得到一种叫做烟水的产品它在种子上也很活跃。我们从这个开始。然后我们将其与有机溶剂混合,试着将化合物从溶液中提取出来,然后就是大量的色谱。所以,我们用了很多方法来尝试分离化合物直到我们能够把它固定在一个特定的化合物上。

克里斯:所以,你种植的种子依赖于这种烟雾来生长,然后将它们与不同比例的从水中冒出来的东西混合。所以,你把所有不同的化学物质分开,直到你得到一种起作用的化学物质。

加文-是的,我的意思是,烟雾中含有4000种化合物,这是一项艰巨的任务。这是多个步骤。基本上,我们只是试着简化混合物就像你说的,取很多分数,用特定的物种测试它们。实际上,我们使用的是一种特殊的生菜,它在光照下发芽良好,但在黑暗中,只有30%或40%的发芽率。但如果你给它烟雾化合物,它就会恢复到100%。我们使用这种方法的原因是,结果的转变速度很快,只需要2天,而有些本土公司则需要6周。

克里斯:是什么化学物质造成的?

加文-我们发现了一种化合物。它属于一种叫做丁烯内酯的化合物我们给它取了个很普通的名字叫丁烯内酯。

克里斯-它是怎么工作的?

加文:嗯,这是个很好的问题。我们还在努力解决这个问题。我们现在正在与西澳大学的分子生物学家和遗传学家合作,他们正在努力剖析与它相互作用的关键蛋白质。我的意思是,他们看待这个问题的一种方式是他们正在创造对化合物没有反应的突变植物。所以,我们用的这种特别的植物拟南芥就像植物世界的小白鼠,我们很幸运,它对我们的化合物有反应。因此,他们现在所做的就是改变植物,使它们没有反应,然后我们要寻找缺失的关键蛋白质。这是一种很简洁的方法。

克里斯:为什么这种化学物质特别适合做触发植物发芽的工作?因为如果烟雾中有4000种化学物质,就像你说的,为什么植物会选择那一种呢?

加文-我们不确定。我的意思是,它在结构上与其他植物生长促进剂有一些相似之处,但我们还没有破解它的实际工作原理。

Chris:除了在学术上很有趣之外,我还想知道是什么引发了物质的燃烧。这有什么用吗?你能用它来维持、支持或触发增长或保护工作吗?

加文:是的,我们目前的目标是找到一种可以在现场使用的配方。目前,当我们把它作为一种合成材料喷洒在地面上时,它似乎没有我们在一个地区吸烟时产生的效果,这有很多原因。它可能容易氧化,它似乎有一些紫外线不稳定性。但是当它出现在烟雾混合物中时,还有其他化合物起到防晒剂或抗氧化剂的作用,帮助稳定它。所以,这是我们目前大项目的一部分。它试图解决,我们如何稳定它,制定它,使其有效。

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