近日,植物科学期刊《The Plant Cell》在线发表了我院高勇教授课题组最新研究成果“Phytochrome Interacting Factor Regulates Stomatal Aperture by Coordinating Red Light and Abscisic Acid”,揭示光敏色素互作因子(PIFs)介导的红光调控气孔开度的新机制。
气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的重要通道,既能让光合作用需要的CO2通过,也能调节蒸腾,防止过多的水分损失。气孔张开的程度称为气孔开度,植物通过改变气孔开度来响应环境变化,协调光合作用和蒸腾作用。人们发现气孔白天打开,晚上关闭,表明光能调节气孔开度。进一步研究发现太阳光中的蓝光和红光可以调节气孔开度,许多位科学家和研究机构对此开展了一系列研究探索。到目前为止,蓝光调节气孔张开的机制研究的比较清楚,而红光诱导气孔张开只发现通过光合作用的间接路径,其直接路径的分子机制一直未知。
该团队通过7年的研究,以水稻为主要研究材料,以植物红光信号传导路径的关键基因-光敏色素互作因子(PIFs)为切入点,揭示了红光通过红光受体调控气孔开度的新路径;首次提出红光可以不依赖光合作用,与植物激素脱落酸(ABA)协同调控气孔运动(气孔张开和关闭),创新并丰富了气孔运动理论,也为创制节水抗旱作物做准备。
《The Plant Cell》由美国植物生物学家协会主办,是植物生物学界最有影响的顶级学术杂志之一,也是业界公认的植物学基础研究领域的旗舰刊物(IF=12.085),该论文是我校首次以第一完成单位在《The Plant Cell》发表研究论文。高勇课题组硕士研究生李倩、周露艳为该论文的共同第一作者,高勇教授为通讯作者,扬州大学为第一完成单位。该研究工作得到了扬州大学张冬平副教授、张昌泉副教授、陈建民教授的帮助和指导;江苏里下河地区农业科学研究所、农业农村部沼气科学研究所、上海农业生物基因中心、广西贺州市农业科学院多位合作者参与了本项研究。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省种业振兴“揭榜挂帅”等项目的资助。

PIFs介导的介导的红光调控气孔开度的模型
