鉴于生命的起源和进化是在地磁场存在的情况下发生的，生物很可能利用地磁场信息作为一种重要的自然资源来解决它们在地球上遇到的问题。不出所料，大量数据表明生物体可以通过多种方式感知或响应转基因食品。例如，动物可以利用转基因生物作为长距离迁移的信号，一些细菌沿着水中的磁力线移动。此外，GMF或静态磁场(SMF)可以影响许多由酶或自由基催化的生化反应。

图1所示。SMF通过提高根尖生长素浓度促进拟南芥根系生长。

关于生物体如何感知磁场这个令人着迷的问题，最被理解和验证的机制是一种基于磁铁矿的磁感受器，它位于一种称为磁小体的特定细胞器中，其中磁铁矿铁_3.O₄或灰色铁_3.年代₄在微生物中合成，作为微型指南针;第二种被广泛认可的机制是自由基对模型，其中蓝光激活的光感受器隐色素(CRY)或其他分子可以促进从单线态到三重态自旋的磁场敏感转换，产生各种对观察到的磁生物学效应(包括动物导航)有响应的生化化合物。高等植物是真核生物的主要领域，具有无根生长的独特特征。虽然已经报道了植物对SMF的广泛反应，但其生物学意义和潜在的分子机制在很大程度上仍然未知。

在本研究中，我们利用模型系统探讨了SMF对植物生长的影响及其可能的潜在机制拟南芥。总的来说，我们的研究结果表明，SMF对幼苗生长的影响不仅取决于其强度和方向，还取决于不同的组织。我们发现，除了SMF方向与重力方向相反外，600 mT SMF通过增加根分生组织细胞数量显著促进初生根生长。转录组学分析显示，SMF下调了大量与叶绿体发育和功能相关的基因的表达，而上调了一些与根系生长素反应和植物激素(主要是赤霉素和油菜素类固醇)生物合成有关的基因的表达。进一步分析表明，SMF确实通过在根尖细胞中协调表达生长素外排PIN3和内流AUX1来诱导生长素积累。最后，我们的数据表明，哭泣受体在SMF刺激的根反应中起关键作用。综上所述，我们的研究结果表明smf调节的主根生长是由CRY和生长素信号通路介导的拟南芥，为真核生物磁感知的以cry为核心的自由基对模型增加了一小部分证据。

图2所示。smf促进根系生长可能有助于根系迅速返回土壤，获得更多的水分和养分。

smf促进根系生长的生物学意义是什么?植物根系从土壤中吸收水分和养分具有重要作用，因此对根尖周围的许多环境因子异常敏感，从而找到自己的生长方向。然而，根出土是不可避免的。在这种情况下，迫切需要出现的根迅速返回到土壤。到目前为止，我们已经知道根系向地性和避光都可以帮助根系达到这个目标。因此，我们的数据揭示了另一个因素，即磁场，它可以加速根在光照下的生长。综上所述，我们认为主根可以成为一个强大的系统，以加深我们对磁性生物效应的分子机制的理解。

徐翔，黄继荣
上海师范大学生命科学学院，上海市植物分子科学重点实验室，上海，200234

出版

静磁场通过生长素信号调控拟南芥根系生长
金燕，郭伟，胡翔，刘敏，徐翔，胡峰，兰燕，吕超，方燕，刘敏，石涛，马生，方铮，黄军。
2019年10月7日

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