气孔运动中pH对保卫细胞壁弹性模量的影响

保卫细胞壁的特性对气孔运动有重要的影响.以前的研究多集中于保卫细胞壁的解剖结构,对气孔运动中保卫细胞壁物理性质的改变了解很少.本研究以蚕豆叶片表皮条为材料,运用细胞压力探针技术,对气孔运动中不同pH下的保卫细胞壁弹性模量(??)进行了测量.研究发现,当pH从8.60降至6.50时,保卫细胞壁的弹性模量从7.098Pa降至5.690Pa.气孔运动中,较低的保卫细胞壁弹性模量有利于保卫细胞改变体积,进而有助于气孔运动的完成.从保卫细胞通过调控细胞壁pH改变细胞壁弹性模量的角度来分析气孔运动机理,对于完善气孔运动机理假说,进而深刻理解气孔运动,具有重要的意义.

蚕豆α类扩张蛋白VfEXPA1参与调节气孔运动

与其他种类的植物细胞不同,保卫细胞可以反复地进行扩张收缩运动,进而达成气孔的开放和关闭.在这个过程中,调节保卫细胞细胞壁松弛的机理却不清楚.从蚕豆表皮条中克隆了一个?类扩张蛋白,并命名为VfEXPA1.VfEXPA1的表达受暗处理和水淹处理的影响,但光照和ABA的处理并不改变VfEXPA1的表达.进一步,在烟草中过表达了VfEXPA1.VfEXPA1过表达植株中蒸腾和光合速率显著增加,且光诱导的气孔开放速度也大大高于野生型.实验结果表明,气孔保卫细胞特异表达的扩张蛋白VfEXPA1调控了气孔开放过程.