氣孔是植物表皮的特殊結構，在調節植物與外界氣體和水分交換過程中發揮著重要作用，直接影響了植物光合和蒸騰兩個植物基本生理進程。氣孔是原表皮細胞經過一系列的不對稱分裂和對稱分裂以及多次細胞命運決定和細胞分化形成的，因而氣孔發育的調控也成為近些年研究細胞分裂和分化的理想模型和熱點。已知多肽和油菜素內酯作為信號物質調控氣孔的發生和分布，但參與眾多植物組織、器官的發生和發育的重要植物激素 ——生長素是否參與氣孔的發育調控還沒有報道。
中國科學院植物研究所樂捷研究組利用熒光蛋白標記DII-VENUS和DR5:VENUS對氣孔發育全過程中氣孔世襲細胞中生長素水平進行了動態跟蹤。研究發現，生長素水平的下降促進氣孔發育中由不對稱分裂進入對稱分裂的轉化，進而形成具有2個保衛細胞的氣孔功能結構。生長素運輸抑制劑處理可引起冗余氣孔的發生和其排布格局的改變;通過對生長素向外運輸載體蛋白和信號途徑突變體的研究，進一步確定生長素參與了氣孔的發育和分布調控。結果表明，氣孔的發育除了受到了多肽-受體和油菜素內酯的調控之外，還受到生長素的精細調控。
研究成果由樂捷研究組與氣孔發育研究專家Fred Sack教授及多位生長素研究領域方面的專家合作完成。研究論文已在Nature Communications期刊發表(doi:10.1038/ncomms4090)，植物所為第一完成單位，Fred Sack和樂捷為共同通訊作者。
研究得到了中國科學院知識創新工程重要方向性項目、科技部“973”項目和國家自然科學基金的資助。
氣孔發育中細胞分裂和分化與生長素水平動態變化密切相關
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