新華社華盛頓4月28日電麥、稻、玉米等谷類作物的抗旱能力通常比其他很多植物強(qiáng)。德國科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)了其中的原因，相關(guān)知識(shí)有望用于培育抗旱能力更強(qiáng)的農(nóng)作物。
植物葉、莖等處的氣孔是空氣和水蒸氣的通路，二氧化碳可以通過氣孔進(jìn)入植物體完成光合作用，多余的水分可以通過氣孔排出，而它們的通過量則由保衛(wèi)細(xì)胞的開閉來調(diào)節(jié)。其他植物的氣孔周圍通常只有一對(duì)保衛(wèi)細(xì)胞，而谷物的葉片氣孔周圍，在一對(duì)啞鈴狀的保衛(wèi)細(xì)胞外側(cè)還有一對(duì)副衛(wèi)細(xì)胞。
德國維爾茨堡大學(xué)研究人員在新一期美國《當(dāng)代生物學(xué)》雜志上介紹，他們借助顯微鏡觀察大麥后發(fā)現(xiàn)，氣孔關(guān)閉時(shí)，這兩個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞會(huì)吸收并儲(chǔ)存保衛(wèi)細(xì)胞中的鉀離子和氯化物，待氣孔打開時(shí)再將這些離子輸送回保衛(wèi)細(xì)胞。副衛(wèi)細(xì)胞相當(dāng)于鉀離子和氯化物的動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存庫，使保衛(wèi)細(xì)胞調(diào)節(jié)氣孔開度更快捷高效，從而減少水分浪費(fèi)。
此外，還有一種機(jī)制讓谷物能夠更好地應(yīng)對(duì)干旱等極端環(huán)境。通常情況下，植物在缺水時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種名為“脫落酸”的激素，使氣孔迅速關(guān)閉，防止枯萎。德國研究人員發(fā)現(xiàn)，大麥等谷物保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的慢陰離子通道蛋白（SLAC1）與其他植物的同類蛋白有兩個(gè)氨基酸不同，這使谷物的慢陰離子通道蛋白還能作為“硝酸鹽感受器”，通過測量硝酸鹽含量來獲知光合作用效率。也就是說，谷物可通過脫落酸和硝酸鹽含量綜合感知自身缺水程度及光合作用效率，避免“渴死”或“餓死”。
研究人員說，他們打算將谷物的“硝酸鹽感受器”移至模式植物擬南芥中，探索其他草本植物能否受益于這一機(jī)制。如果效果不錯(cuò)，還可考慮用這種方法使土豆、西紅柿和油菜等作物更耐干旱等不利環(huán)境。
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