近日，环境化学与环境毒理全国重点实验室陈博磊等与江汉大学、美国斯坦福大学、法国国家科学研究中心等机构的研究人员合作，在凝露过程对植物生长发育的影响研究方面取得进展，研究成果以“Foliar Dewdroplet-induced Redox Cascades Promote Early Flowering in Brassicaceae Plants”为题，在线发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）。
全球范围内，植物开花时间正呈现逐年提前的趋势，这一现象通常被归因于气候变暖。然而，单纯气温升高难以完全解释花期变化的普遍规律，提示可能存在与气候变化相关但尚未被识别的环境信号。
图. 叶表露珠诱导的级联反应促进十字花科植物开花
本研究发现，当露水在拟南芥叶片表面凝结时，微米级露滴界面会自发产生羟基自由基等活性氧物种，并进一步与叶片表面氨基酸残基发生反应生成一氧化氮。进入细胞的一氧化氮通过亚硝基化修饰激活组蛋白去乙酰化酶HDA19，导致组蛋白H3K14乙酰化水平降低，从而抑制脱落酸合成通路关键基因的表达。代谢物测定表明，经露水处理的拟南芥叶片中脱落酸含量持续下降，植株表现出提前抽薹和开花的表型。
为验证该机制的普适性，研究团队分析了全球生物多样性信息设施数据库中1990至2023年间478种十字花科植物的超过1200万条开花记录，并结合同期670个气象站的日尺度气象参数进行分析。结果显示，在控制地理位置和观测日期后，露点温度是预测开花频率的最显著正相关因子，其效应强度超过其他气象变量。这一宏观证据表明，露水对开花时间的影响具有普遍意义，而非局限于单一物种或地区。
上述成果发表后得到Science新闻栏目评述，认为该研究首次揭示了大气非降水性水分输入如何通过微滴界面化学反应调控植物发育时点，为理解植物如何整合光周期、温度与湿度信号提供了全新框架。在气候变化背景下，大气持水能力随温度升高而增加，可能改变露水的形成时间与分布格局。这一发现不仅解释了气候变暖影响植物物候的间接路径，也为农业上通过人工喷雾调控花期提供了潜在应用方向，凸显了微观界面化学研究在宏观环境生态问题中的重要意义。
江汉大学郑瑜教授、中国科学院生态环境研究中心陈博磊研究员为该论文的共同第一作者。中国科学院生态环境研究中心陈博磊研究员、江汉大学梁勇教授、法国国家科学研究中心周道绣教授与斯坦福大学Richard N. Zare教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金重大基金等项目的支持。
原文链接：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2527021123
Science新闻链接：
https://www.science.org/content/article/could-dewdrops-explain-why-plants-are-flowering-earlier
环境化学与环境毒理全国重点实验室
2026年3月4日