根据一项关注杂草信号对玉米根部影响的新研究，杂草可以通过改变作物的生长和发育方式而不仅仅是通过占用资源来伤害作物，该研究表明杂草产生的负面影响比之前认为的要早得多。 这项研究由 David Horvath 及其同事进行并发表在 AoB PLANTS, 已识别 有助于解释杂草如何影响作物生长的特定基因和蛋白质.
多项研究表明，玉米等作物在生长的最初几周特别容易受到杂草的影响，此时应激反应通路因杂草的存在而被激活。 然而，这些研究主要集中在地上植物部分的反应上，忽视了杂草对地下过程的潜在影响。
为了解决这一知识缺口，研究人员设计了一个系统，将玉米暴露于杂草发出的地下信号，研究在这个关键的早期生长阶段对玉米根转录组的影响。 结果令人震惊，基因集富集分析揭示了与氧化应激信号、氮的使用和运输以及防御反应相关的基因的过度表达。
该研究还揭示了参与 ABA 信号传导的特定蛋白质的作用对于启动玉米对杂草的早期反应很重要。 ABA 是一种在应激反应中起作用的植物激素，因此这一发现表明杂草可能会引发玉米的应激反应。
有趣的是，该研究还发现了特定启动子序列的过度表达，这些启动子序列可以被参与寒冷或干旱反应、生物和非生物防御以及光调节基因表达的蛋白质结合。
总的来说，这项研究表明，杂草对作物生长发育的影响比以前理解的要早得多，也更复杂。 通过在作物直接竞争资源之前很久就改变作物过程，杂草可能会建立一种竞争优势，这种优势甚至在清除后仍然存在。 了解杂草如何影响作物生长和发育对于制定有效的杂草管理策略以保护作物产量和确保粮食安全至关重要。
“这项研究时间紧迫，为确定玉米对杂草的检测和反应所涉及的早期信号过程提供了机会。 此外……这是第一项专注于玉米根组织特别是对地下杂草产生的信号的反应的研究。”
霍瓦特 等, 2023
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Horvath, DP Doherty CJ, Desai J., Clark N., Anderson JV, Chao WS (2023) “杂草诱导的玉米根转录组变化揭示了转录因子和生理过程在作物-杂草相互作用的早期受到影响= AoB PLANTS。 可在： https://doi.org/10.1093/aobpla/plad013
