我校研究茉莉酸调控植物气孔运动机理获进展

      北京林业大学生物学院植物学科沈应柏教授团队在茉莉酸调控植物气孔运动机理研究中取得重要进展。相关研究成果日前在植物学权威刊物《The Plant Journal》发表。

      这项研究成果揭示了质膜氢泵介导的H+流在茉莉酸诱导的气孔关闭信号过程中的作用，对于进一步阐明茉莉酸信号途径具有重要意义，也有助于理解茉莉酸在干旱、盐碱和病虫害等逆境条件下的作用机制。

      高等植物叶表面的气孔由保卫细胞形成，是植物与外界进行气体交换的门户，能够整合并处理多种外界环境刺激所产生的信号。茉莉酸可诱导多种植物气孔关闭。目前的研究表明，茉莉酸诱导气孔关闭的信号过程伴随着细胞内Ca ²⁺ 浓度升高、H ₂ O ₂ 积累、阴离子及K ⁺ 流出保卫细胞，继而引起保卫细胞膨压下降，最终导致气孔关闭。然而茉莉酸导致这一系列生理过程发生的原因尚不清楚。

      研究人员利用非损伤微测技术实时监测保卫细胞的跨膜离子流发现，在茉莉酸受体COI1存在的情况下，茉莉酸首先诱导了质膜氢泵介导的H ⁺ 瞬时外排，这为Ca ²⁺ 的跨膜内流提供了驱动力。Ca ²⁺ 内流刺激了胞内H ₂ O ₂ 积累，H ₂ O ₂ 反过来又刺激胞质内Ca ²⁺ 的大量升高，进而激活了质膜上的阴离子通道和外向K ⁺ 通道，并抑制内向K ⁺ 离子通道，最终导致气孔关闭。

      沈应柏教授的博士研究生闫素丽为论文的第一作者。该研究受到国家自然科学基金的资助。（A01)