2023年1月30日
名古屋大学和京都产业大学阐明了两栖植物浸水后气孔形成抑制的机制
名古屋大学和京都产业大学的联合研究小组*在两栖植物中发现了一种机制，即乙烯迅速感知水淹没并抑制与叶气孔形成有关的基因的表达。
“Rorippa aquatica”是一种原产于北美的十字花科两栖植物。这会产生适合水下生活的叶子。然而，尚不清楚它如何感知淹没并抑制气孔发育。
研究小组将生长在空中（陆地）的 Lorippa aquatica 浸入水中，观察叶子随时间的变化。然后，在生长的新叶中气孔发育受到抑制，气生叶的命运改变为水生叶。这种“气孔发育抑制”在浸水后立即发生，4天后，叶表皮气孔密度下降。基因表达分析显示，与气孔分化相关的基因（如SPCH和MUTE）的表达早在淹没后1小时就开始受到抑制，24小时后几乎不存在。
此外，还发现因淹没而失去逃逸能力的植物激素“乙烯”在体内蓄积，使其能够敏捷地感知环境的变化。只有在暴露于红光的环境中才能促进乙烯的合成，并形成沉水叶。
结果，在 Lorippa aquatica 导致水下生活的进化过程中，陆地植物的乙烯反应途径和光反应途径重新连接，并且在淹没时叶表皮中参与气孔形成的基因表达受到抑制。被曝获得
了解植物如何敏捷地响应环境变化，将为如何保护植物免受气候变化影响以及实现即使环境变化生产力也不会下降的农产品提供有用的线索。
*其他参与者包括德克萨斯大学（美国）、中国科学院水生生物研究所（中国）和马拉盖大学（伊朗）。
