多伦多大学斯卡伯勒分校的一个研究小组发现，植物周围的蜡状保护屏障可能在向其他植物和昆虫发送化学信号方面发挥作用。
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，最终可能被用来培育更强壮的植物，以应对具有挑战性的环境条件。
在这项研究中，研究人员观察了角质层蜡，这是一种薄薄的层，植物沉积在表面，帮助保护它们不失水。“这些蜡起着物理防御的作用，”领导这项研究的生物系助理教授埃利亚娜·冈萨雷斯-维吉尔说。
“如果植物没有这种蜡，它们会很快变干。这就是为什么你会看到叶子表面有水滴。随着时间的推移，植物从水中生长到陆地生长，进化出了这种特征。”
这些蜡在保护植物免受紫外线辐射、真菌、细菌、高温和低温以及昆虫的侵害方面发挥着作用。人们认为这些蜡是稳定的、不发生反应的屏障，但研究人员发现，一些蜡在暴露于空气和光线后会分解，并在此过程中释放出其他化合物。
通过分析一种杨树(棉杨树)的蜡，研究人员发现，不饱和蜡，即烯，可以降解产生一种众所周知的醛信号化合物和一种称为壬醛的昆虫信息素。
这是一个复杂的生物化学过程，但冈萨雷斯-维吉尔说，关键的结论是，在植物中发现的较大的蜡可以释放出有趣的较小的化合物。她说:“这个过程有一天可以用来设计植物的理想性状，提高它们对干旱或昆虫的抵御能力。”
醛对植物和动物，包括人类，都是必不可少的。在动物中，它们作为信号分子，影响生长、发育和繁殖的各个方面。这也是为什么有些人(和动物)比其他人更容易吸引蚊子的原因。
在植物中，它们存在于吸引昆虫的信息素中，也负责植物间的交流。例如，如果一株植物因干旱而受到压力，它会释放这种化合物，让邻近的植物知道，这样它们就可以做好准备。
杰夫·陈(Jeff Chen)最近在多伦多大学斯卡伯勒分校(university of T Scarborough)完成了细胞和系统生物学硕士学位，他发现蜡可以偶然分解产生醛类物质。他想看看随着时间的推移，杨树的蜡会发生什么变化。他追踪了这种植物的叶子，从它们年轻的时候一直到它们死亡的时候，发现随着它们变老，蜡的含量会减少。
“这是令人惊讶的，因为你会期望一些稳定的东西在植物的生命周期中存在，”陈说，他现在是伊利诺伊大学的博士生。
“与此同时，我们看到这些醛类挥发性化合物的增加。这让我们相信，随着这些蜡的分解，挥发性化合物也相应增加。”
烯烃是生成醛的前体，是一种特殊的蜡，只存在于某些植物中。冈萨雷斯-维吉尔说，这些蜡质可能在信号传递中发挥作用，这为帮助种植包括粮食作物在内的植物开辟了一系列可能性。例如，他们发现玉米穗上的毛发，即玉米丝，也会积累大量的烯烃，这些烯烃会分解成醛。
在这项研究中，研究人员还研究了小麦中的蜡，发现小麦中另一种重要的蜡成分也会分解成更小的化合物。
“它开启了许多令人兴奋的机会。这个过程可以用来制造信息素，这些信息素从蜡中缓慢释放，以吸引或击退昆虫，”冈萨雷斯-维吉尔说。
“目前，这是一种昂贵的合成方法，因此它也可能带来更便宜、更天然的替代品。”
