植物通过称为光合作用的过程利用阳光和二氧化碳的能量，光合作用支持产生储存在种子(如玉米粒、大豆或米粒)中的碳水化合物、蛋白质和油。种子是人类的重要资源，可作为食物、饲料和燃料。

在美国农业部农业研究服务科学家、丹福斯中心成员DougAllen博士的指导下，由丹福斯中心研究科学家SomnathKoley博士领导的一个科学家小组发现，豆荚有时称为长角果，作为发育中种子周围的保护层，在光合作用、支持种子发育和提高种子产量方面发挥着未被充分重视的重要作用。

他们的发现挑战了一种错误观念，即叶子仅负责捕获植物中的光和二氧化碳。这项工作发表在《科学进展》杂志上，标题为“生殖组织中种子发育的代谢协同作用”。

在观察长角果的亮绿色色调和在植物顶部的较高位置后，研究人员受到启发，研究了长角果在植物中的作用。与叶子不同的是，许多叶子随着植物的发育而开始枯萎，长角果是绿色的，并且在种子灌浆期间有很大的表面积暴露在阳光下。

它们位于植物顶部的独特位置使长角果能够不受阻碍地接触阳光，从而为吸收大气中的二氧化碳提供动力。它们天生就靠近正在发育的种子，为种子发育提供了有针对性的碳源。

“这项研究最令人兴奋的收获之一，”科利博士指出，“是绿色长角果未经开发的光合作用潜力及其对植物生产力的贡献。”增强暴露在阳光下的植物上不同组织的光合作用能力的能力可能会导致更高的种子产量，提高作物生产力，这对农业来说是一个有希望的影响。

事实上，这项研究的结果为探索其他类似作物的现象打开了大门，例如油菜、便菜或大豆，其中一些作物已记录了种子本身“绿色”代谢的作用。

这些发现支持长角果光合活动时间和种子灌浆过程之间存在额外的时间协同作用。艾伦博士指出，“长角果在种子出现之前的时间发育和紧密的距离提供了一个集中的、及时的向其中所含的种子输送营养物质的系统，”在植物生命周期的后半段，当种子需要营养来填充，因此描述了跨组织的未记录的协同作用。”

换句话说，长角果恰好在种子需要的时间和地点促进生长。

这项研究是丹福斯中心社区及其卓越设施的共同努力的结果。Koley博士和Allen博士认可了高级生物成像实验室的研究贡献，其中包括合著者KirkCzymmek博士。和阿纳斯塔西娅·克莱巴诺维奇博士Cyzmmek博士提出的一个想法是添加荧光染料来确认外荚壁和种子之间的物质传输。

艾伦博士继续说道：“在追求科学假设的过程中，图片往往胜过千言万语，成像方法提供了早期迹象，表明我们的想法是合理的，并支持更多定量的实验工作。”

此外，蛋白质组学和质谱设施以及植物生长设施团队在这项工作中发挥了重要作用，这些成就直接反映了丹福斯中心和美国农业部农业研究局之间的有效合作。

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