植物利用光合作用产生的糖类作为关键信号，以检测和响应白天的热量，这可能有助于培育更具适应性的作物。
加州大学河滨分校的孟晨教授领导的一项最新研究揭示了植物在白天感知热量的新机制。这一发现挑战了之前主要关注夜间传感器的观点。该研究强调了糖类在这一过程中的关键作用，为我们更全面地了解植物如何适应环境提供了新的视角。
科学家传统上认为，植物光敏色素B和早花3（ELF3）等蛋白质是主要的温度传感器，主要在夜间活跃。然而，这些模型无法解释植物在白天（光照和温度都很高）如何对热量做出反应。为了探索这一点，研究小组使用了拟南芥，这是一种常用于遗传研究的小型开花植物。他们将植物暴露在不同的温度和光照条件下，观察它们的茎（称为下胚轴）如何生长以响应温暖。
研究结果表明，植物光敏色素B在强光下检测热量的能力下降。尽管如此，植物仍然对热量做出反应，表明还有其他传感器在起作用。进一步的测试表明，植物可以在光照下对温暖做出反应，但在黑暗中则不然，因为此时植物光敏色素B不起作用。在生长介质中添加糖可以恢复这种反应，表明糖类充当了高温的信号。
该研究还发现，较高的温度会导致叶片中的淀粉分解，释放出蔗糖。这种糖类稳定了一种名为PIF4的蛋白质，该蛋白质控制生长。如果没有蔗糖，PIF4会迅速降解；有了蔗糖，这种蛋白质就会积累并在另一个传感器ELF3也对热量做出反应时变得活跃。这种涉及糖类和蛋白质的双重机制使植物能够调整其生长以响应白天的热量。这项发表在2025年《自然通讯》上的发现，为我们提供了对植物热感应更为细致的理解。
了解植物如何在白天感知热量对于创建农业实践至关重要，这些实践可以确保在不断变化的气候中实现粮食安全。这项研究可能有助于开发更耐极端温度的作物。这些知识可用于培育能够更好地承受气候变化影响的植物，从而确保稳定的粮食供应。中国作为一个农业大国，这项研究对于提升我国农业的抗风险能力，保障粮食安全具有重要意义。