作者布莱恩·沃尔海默，普渡大学 娜塔莉亚·杜达瑞娃和他的同事发现矮牵牛花的表皮是挥发性化合物的汇集处
角质层变薄时，植物产生的这些化合物并没有更多，而是更少
这些发现为科学家们提供了更多关于角质层在植物细胞功能中如何发挥重要作用的信息
信用:普渡农业通讯照片/汤姆坎贝尔 一位普渡大学的生物化学家和她的同事们开创了新的方法来增加挥发性化合物的产量，这些化合物对植物防御以及生物燃料、药物和其他产品都很重要
在研究植物如何更有效地释放这些化合物的同时，纳塔莉亚·杜达瑞娃的团队还发现了一个在植物细胞功能中起作用的意想不到的因素
杜达瑞娃的团队此前分析了挥发性化合物通过质膜的排放，并致力于简化通过角质的过程，角质是植物器官表面的一种蜡质物质，是植物抵御病原体和害虫的一部分
角质层也有助于植物保持水分，同样也能捕捉组织中的挥发性化合物
该团队认为，解决办法是将角质层变薄
实验室通过人工去除矮牵牛花的一些表皮，培育表皮更薄的转基因矮牵牛来实现这一目标
“如果角质层是花朵外部的屏障，从逻辑上讲，你会认为角质层越薄，植物挥发性化合物就越容易穿过它，”杜达瑞娃说，她是著名的生物化学教授，也是普渡大学植物生物学中心的临时主任
“然而，我们看到了相反的情况
角质层变薄导致挥发性化合物排放减少，并且这些化合物在整个植物中的产量更少
" 在这些发表在《自然化学生物学》杂志上的发现之前，人们还不知道角质层在体内挥发性代谢中起任何作用
该团队还包括生物化学博士后研究员潘辽和化学工程研究生里克·雷(Rick Ray)，他们发现，关键问题是疏水性挥发性化合物会被吸引到疏水性角质层中积累，从而防止内部细胞堆积
“当我们使角质层变薄时，我们减少了挥发性物质的储存量，”约瑟夫·林奇说，他是都达雷瓦实验室的一名研究科学家
“由于无处可去，产生同样数量的挥发物对植物来说是有毒的
细胞要么减少挥发物的产生，要么死亡
" 化学工程教授约翰·摩根说，这些发现让研究小组创造了“挥发性排放因子”这个术语，它是挥发性物质的排放速率与植物合成挥发性物质的速率之比
该参数应适用于任何植物挥发物
“我们化学工程师对无量纲数感到兴奋，我们有机会在这里开发一个，”摩根说
“我们希望人们在工作中采纳这一点
" 展望未来，杜达瑞娃和她的团队将继续研究增加植物挥发性化合物排放的方法，包括研究角质层增厚如何影响生产和排放
“我们知道角质层是一个水槽，如果你没有这个水槽，细胞就会停止这些挥发物的产生，”杜达瑞娃说
“这使得排放量的增加比我们曾经认为的更加复杂，但也揭示了影响这些化合物生产的因素
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