解码植物如何在干旱中生存

新加坡国立大学的生物学家揭示了植物如何抑制气孔的形成，即它们表面的微孔，以限制干旱条件下的水分流失。存在于叶子表面的气孔对于植物与大气之间的气体交换很重要。然而，气孔也是水分流失的主要场所，水分以水蒸气的形式从叶片内逸出。当缺水时，植物会执行两种气孔反应来节约水分：它们会关闭现有气孔的孔并限制新气孔的形成。

这些由植物激素脱落酸 (ABA) 介导的反应对于植物适应干旱至关重要，并且对于在不断变化的气候中维持农业尤为重要。然而，ABA如何抑制气孔的产生尚不清楚。

在最新一期的《科学进展》中，新加坡国立大学生物科学系刘安新助理教授领导的研究小组报告了这种干旱介导的气孔发育抑制背后的机制。

他们发现，在干旱条件下被激活的 ABA 信号核心激酶直接磷酸化主气孔调节因子 SPEECHLESS (SPCH)。磷酸化是指将磷酸基团添加到分子中。这种 ABA 诱导的 SPCH 蛋白磷酸化发生在两个不同的位点，它触发了 SPCH 的降解。

由于 SPCH 促进气孔发育，SPCH 的磷酸化导致 SPCH 水平和气孔数量减少，并且消除这些位点(S240/271A 样品)导致反向响应。重要的是，研究人员还证明，具有改变的 SPCH 磷酸化位点的植物表现出对干旱的不同耐受性。

刘教授说：“我们的研究结果表明，一个特定的‘代码’是植物关键的节水反应的基础。这令人兴奋，因为它表明通过操纵代码，我们可以微调作物的耐旱性，并帮助优化它们适用于从传统农业到城市农业的各种生长条件。”

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