植物无法像人类一样通过移动躲避高温，只能在环境波动中调整自身生长策略。随着温度变化加剧，根系能否持续生长被视为植物获取更远处水分与养分的重要能力。索尔克研究所科学家近日在《自然通讯》发表研究，提出植物可借助生长素通路中的关键蛋白实现对温度的直接感知，并将其转化为根系生长信号。

研究指出，生长素长期被认为是植物生长的核心激素，参与细胞伸长以及根、茎等器官发育调控。但该团队的工作将焦点放在生长素信号通路的“伴侣”蛋白上：生长素响应因子（ARFs）转录因子被发现可充当植物细胞内的“恒温器”，通过感知温度变化来调整基因程序，进而影响根系生长。

论文资深作者、索尔克研究所植物生物学霍华德·H·纽曼暨玛丽亚姆·R·纽曼讲席教授Lucia Strader表示，植物在不同温度下生长速率存在差异早为人知，而此次研究识别出一种能够直接感知温度并据此调节根系生长的蛋白质，为理解植物如何将环境信号整合进生命过程提供了新线索。

研究团队同时讨论了一个长期存在的矛盾：以往观点认为温度主要通过改变激素水平影响生长，且温暖环境会提高生长素水平并促进根系生长；但在许多情况下，高浓度生长素又会抑制根细胞伸长。为解释这一现象，研究人员转而检视生长素信号传递链条中的调控环节。

根据研究结果，ARFs在较低温度下会以非活性簇的形式储存在细胞内，类似“蛋白质储备”。当温度升高时，这些蛋白的溶解性增强，从簇中解离并进入细胞核，进而激活与生长相关的基因表达。论文第一作者、曾在Strader实验室（杜克大学）工作的Edward Wilkinson称，细胞内存在可随环境变化被激活的蛋白质储备机制，温度上升使更多蛋白转变为活性形式；研究人员认为这与蛋白自身性质相关，即在较高温度下更稳定、更易溶解，从而能够快速积累并驱动温度响应。

研究还指出，这一机制使植物能够通过重新分配既有蛋白而非从头合成新蛋白来快速应对环境变化。共同第一作者、Strader实验室博士后研究员Katelyn Sageman-Furnas将其概括为细胞内的“内置恒温器”，强调其在快速调控生长方面的作用。

研究团队表示，理解植物如何感知并响应环境胁迫对农业具有重要意义。新识别的分子成分兼具温度传感与蛋白激活功能，为未来探索在更高温度下仍能维持生长的作物提供了潜在方向；由于根系生长与水分、养分获取密切相关，这类韧性可能有助于在不利条件下维持产量。

该研究与布宜诺斯艾利斯大学农业植物生理与生态研究所（IFEVA）Jorge Casal博士实验室的互补研究同期发表。Strader与Casal在一次会议相识后，分别制定不同研究计划但目标一致，均聚焦于揭示植物如何将环境信号转化为生长反应。两篇论文同日刊发，双方互为对方论文的合著者。