通过研究种子发芽控制的早期过程，研究人员可以更好地理解种子发芽的驱动机制。未来亦可以考虑如何将这些驱动机制用于作物生物技术。这项研究成果对农业具有十分积极的意义，一方面可以使种子保持尽可能长时间的发芽活力，另一方面也可以帮助种子在损失最小化的情况下同步发芽。领导这项研究的是德国明斯特大学（University of Münster），该研究成果已发表在 PNAS（《美国国家科学院院刊》）杂志上。

研究背景

植物种子对于不经意的观察者来说显得平淡无奇——但是它们却拥有超能力一般的特性。在干燥状态下它们可以积蓄能量长达数年，然后在适宜的环境条件下突然释放能量以供发芽。死亡谷国家公园（Death Valley National Park）中的“超级绽放”就是最明显的例子。种子在经历了几十年干旱炎热的沙漠环境之后，一旦遇到降雨，立刻就会发芽，并在几个月之后形成罕见而壮观的沙漠绽放现象。种子拥有完整的胚胎，这个胚胎只有在适宜的条件下才能持续生长。这个过程可能需要几年的时间——在一些极端情形下也可能需要几个世纪。

种子发芽受几种植物激素的控制，在这方面科研人员已经开展了大量研究。但是，对于使激素发挥作用的过程却知之甚少。种子中的能量如何被释放？怎样才能尽早、有效地进行能量代谢？

研究方法

研究人员使用一种新型的荧光生物传感器，在活的种子细胞中观察了能量代谢和依赖于硫的氧化还原代谢。研究人员发现，当种子与水接触时，能量代谢会在几分钟之内开始，而植物细胞的“发电站”（即线粒体）会激活种子的呼吸作用。……