液体烟雾可保护植物健康——新研究揭示其作用机制

• 液体烟雾由燃烧木材产生的烟雾冷凝而成。

• 它是一种常见的食品添加剂，现已发现它可以增强植物的天然防御能力，提高其抵御害虫和病害的能力。

• 这可能为全球粮食安全问题提供一种解决方案，即以天然替代品取代杀虫剂的使用，帮助农民提高作物的韧性。

研究发现，这种广受欢迎的食品添加剂液体烟雾可能对植物有益。

当研究人员将液体烟雾加入植物生长的土壤中时，他们发现它能够增强植物的天然防御能力，并提高其抵抗害虫和病害的能力，化学系研究教授、密苏里大学研究反应堆（MURR）研究员理查德·费里耶里（Richard Ferrieri）表示。

液体烟雾由燃烧木材产生的烟雾冷凝而成，被用于在实验室环境中模拟野火可能产生的烟雾状况。

“植物无法在受到活跃威胁时逃离，”费里耶里说，他同时也是该大学跨学科植物研究小组的成员。“因此，植物需要投入大量能量，将原本用于生长的宝贵资源转而用于自我防御。与人体类似，植物健康的关键在于其维管系统在胁迫下的运作能力，以及能否将宝贵资源输送到各个生长部位。”

在这项研究中，科学家使用了由MURR回旋加速器生成的放射性同位素碳-11，以追踪烟雾如何影响向日葵的维管系统，即在植物体内输送碳、水和微量营养素的系统。费里耶里表示，他们发现，在经过液体烟雾处理的土壤中生长的向日葵，叶片更大、更厚、更绿，且似乎较不易受害虫和病害侵袭。

“植物利用太阳能，固定二氧化碳，并制造糖分，通过其维管系统输送到整株植物中，”费里耶里说。“通过向一种常见的驯化向日葵品种供应含碳-11的二氧化碳气体，我们得以利用放射成像技术绘制出糖分流向的物理图谱。这使我们能够评估烟雾对维管运输的影响。”

MURR的植物放射示踪实验室主要配备了一系列设备，这些设备在30多年后从美国能源部布鲁克海文国家实验室迁至密苏里大学。在实验室内，费里耶里一直利用碳-11以及MURR生产的其他放射性同位素，研究植物如何应对环境施加的胁迫。

未来，费里耶里希望通过测试大豆等农作物来拓展这项研究。他表示，大豆可以自然延伸其现有研究，因为它们与向日葵具有相似类型的维管系统，而且同样容易感染多种病害。

“叶枯病是一种由特定类型细菌引起的大豆病害，”费里耶里说。“当作物被翻耕回土壤后，这些细菌可以越冬，使下一季作物再次易受同一种枯病侵害。我们想要做的是确定用液体烟雾处理土壤是否有可能保护植物免受这种枯病及其他病原体的侵害。”

费里耶里希望其实验室的工作能够为全球粮食安全问题提供一种可能的解决方案，即以天然替代品取代杀虫剂的使用，帮助农民提高作物抵御多种病害的能力。他表示，最终，这种方法可能有助于提高农民某一特定作物的产量。

该研究发表于《国际分子科学杂志》。费里耶里感谢参与该研究的本科生团队。

部分资金来自能源部，以及密苏里大学的内部资金。内容仅由作者负责，不一定代表资助机构的官方观点。