Nature Communications | 苏诗豪老师课题组破解植物“触觉”形成的秘密

       自林奈以来，植物学家们就注意到植物界广泛存在快速触敏运动现象，这种运动对植物而言具有防御（含羞草的小叶运动）、营养（捕蝇草和狸藻的陷阱叶闭合）、传粉（小檗雄蕊的弹射运动）以及异交（猴面花和夏堇柱头的快速闭合）等诸多功能。几个世纪以来，科学家揭示了这些运动的适应意义和结构基础。然而，植物如何感觉触碰的机制仍知之甚少。

       近日，我院苏诗豪老师课题组在Nature Communications上发表了题为“A mechanosensitive ion channel controls touch-triggered stigma movement through manipulation of calcium signature in Torenia”研究论文，利用夏堇触敏柱头这一研究体系，破解了植物如何感知机械力并进行快速运动的秘密。

图1 夏堇具有对触碰敏感的二裂柱头

       夏堇花朵具有对触碰敏感的二裂柱头，可在触碰后数秒内迅速闭合。此研究通过活细胞钙成像和药理学实验，证明了机械刺激能触发柱头细胞胞质钙离子浓度的增加和胞质钙波的快速传递，胞质钙波的形成是柱头快速闭合所必需的。进一步研究鉴定了两个在柱头中高表达的机械敏感离子通道基因，将其命名为JUE1和JUE2。“JUE”一语双关，既可以指代“觉”，代表其在柱头触敏运动中的功能；又可以指代“珏”，取其“一对玉佩”之意，象征柱头的两枚裂片。

 图2 夏堇柱头裂片内侧的机械敏感离子通道蛋白JUE1介导了柱头的触敏运动

       通过观察基因编辑突变体的表型，发现jue1而非jue2突变体对外界机械刺激响应异常，完全丧失了触敏运动的能力，证明了JUE1是介导柱头机械力感知或机械信号转导的关键蛋白。进一步研究证明，jue1突变体中胞质钙波的传递受阻，说明JUE1是触碰诱导的胞质钙波的传递所必需的分子。

       我院博士生周煊和硕士生李秉厚为论文共同第一作者，2025届硕士李佳惠子参与完成部分工作，辛国荣教授和苏诗豪副教授为论文共同通讯作者，我院肖仕教授、孙宇飞、谢若瀚副教授，日本东京大学東山哲也教授对本研究做出了重要指导。此项研究得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和深圳市自然科学基金等项目资助。

       网址链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61770-6

初审：苏诗豪       审核：辛国荣       终审：杨德胜