植物生长由光驱动，并通过绿叶的光合作用提供能量。对于在黑暗中生长的根来说也是如此——它们通过韧皮部的中央运输途径接收光合作用的产物，特别是蔗糖(糖)。

弗莱堡大学生物学院的StefanKircher博士和PeterSchopfer教授在他们发表在CurrentBiology上的研究中，现在在使用模式植物拟南芥(拟南芥)的实验中表明，蔗糖不仅保证了供应碳水化合物输送到根部，它还充当光依赖性根结构形成的信号传递器。

它以两种方式做到这一点：首先，蔗糖直接引导主根的伸长。其次，输送到根尖的蔗糖随后调节植物激素生长素的产生。这种激素驱动新侧根的形成速度，这与主根的伸长一起由联合信号发射器同步。

Kircher说：“这使得根部生长能够适应随着光线和其他环境条件的变化，例如从白天到夜晚的变化，叶子当前的光合作用性能。”

实验证据

为了证明通过光合作用产生的蔗糖是决定性的信号发射器，Kircher和Schopfer将植物放置在光线充足但空气中不含二氧化碳(CO2)的房间内，从而使光合作用无法进行。

结果是不再形成侧根。另一项实验证实了这一结果，在该实验中，两位生物学家在黑暗中用蔗糖溶液处理了叶子或根。在这两种方法中，侧根的发育与暴露在光照下的对照植物相同。

“这些结果表明，叶子中蔗糖的产生对于侧根的形成是必需的。它证实了蔗糖作为光刺激信号传递器的假设，”Kircher说。

蔗糖信号激活生长素生物合成

在早期的研究中，研究人员已经表明，氨基酸色氨酸在根中产生的生长素驱动着新侧根的发育速度。Kircher和Schopfer现在已经展示了蔗糖是如何触发这个过程的。

为此，他们将植物放在暗室中两天，并进行了各种实验以发现它们对侧根形成的影响。在用蔗糖处理叶子的同时向根部施用色氨酸效果最好。相比之下，如果将色氨酸施用于叶子或根部没有蔗糖，色氨酸几乎没有效果。

“这些观察结果证实，通过光合作用产生的蔗糖可以触发生长素的合成，”Kircher说。

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