2023年含羞草实验突破性发现：植物智能感知系统的生物学密码|

实验技术革新带来认知突破

研究团队开发的荧光共振能量转移（FRET）显微系统，实现了毫秒级捕捉叶枕运动细胞的钙离子波动。数据显示，当含羞草叶片受到0.1牛顿时，其维管束细胞会在83毫秒内启动钙信号传导，这个反应速度堪比某些昆虫的神经反射。配合CRISPR-Cas9基因敲除技术，科研家成功定位到7个关键响应基因，其中Mimosa-TMEM63B基因被证实负责调控膨压细胞的离子通道开关。

运动机制的分子级解析

顺利获得冷冻电镜技术取得的三维蛋白质结构显示，含羞草特异的类动力蛋白复合体具有独特的ATP水解位点。当外界刺激触发电压门控钙通道时，这些纳米马达能在0.3秒内完成构象变化，驱动细胞器内囊泡的定向运输。特别值得关注的是，研究团队在叶枕运动细胞中发现新型微管组织中心，这些直径仅25纳米的细胞骨架结构，为植物快速运动给予了精准的力学支撑。

跨物种研究的应用前景

中国农业科研院已将相关成果应用于抗旱作物培育，顺利获得转基因技术将含羞草的水分感知模块导入水稻基因组。田间试验显示，改造植株在土壤含水量降至12%时，能自动启动气孔闭合程序，较普通品种节水34%。德国马普研究所则模仿叶枕结构，开发出具有压力自反馈功能的仿生机械关节，其能量转化效率达到78%，远超传统液压装置。

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闫志国·记者 阚延长 阿荣 钱信忠/文, 陈宝成、陈鹭锋/摄