植物通過一種稱為“氣孔”的微小吸收孔道從環(huán)境中吸收二氧化碳（CO2）進(jìn)行光合作用,。同樣的，水蒸汽也通過一種稱為蒸騰作用的過程藉由這些氣孔向環(huán)境中釋放,。當(dāng)CO2含量充足時(shí),，氣孔可以縮小以便減少水分蒸發(fā)，但是研究人員一直不明白這一過程如何發(fā)生,。美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的Julian Schroeder及同事發(fā)現(xiàn)了一種與CO2作用下氣孔開合行為相關(guān)的酶,。這種酶能與CO2反應(yīng)從而使氣孔周圍的細(xì)胞關(guān)閉，他們的結(jié)果發(fā)表在最新出版的Nature Cell Biology,。
Schroeder和他的研究團(tuán)隊(duì)在擬南芥中找到了一對在CO2響應(yīng)中必需的蛋白,。這兩個(gè)蛋白是一種稱為碳酸酐酶的物質(zhì)，它們能將CO2分解成碳酸氫根和質(zhì)子。觀察缺少碳酸酐酶基因βCA1,、βCA4的擬南芥變異株,，發(fā)現(xiàn)它們對空氣中CO2的響應(yīng)被削弱。另一方面,，過量表達(dá)這兩種基因的作物則表現(xiàn)出較高的水利用效率,。
目前人們已知多種植物細(xì)胞中含有碳酸酐酶,，其中包括與光合作用有關(guān)的葉肉細(xì)胞,。Schroeder及其同事發(fā)現(xiàn)這種酶能在防衛(wèi)細(xì)胞直接工作，它們控制氣孔的開合,。將這種原本在防衛(wèi)細(xì)胞中發(fā)揮作用的細(xì)胞引入到變異的擬南芥時(shí),，它們的這種CO2觸發(fā)氣孔收縮的響應(yīng)得以恢復(fù)。
研究人員相信,，從這種酶入手可以使作物更加節(jié)水,、對CO2響應(yīng)更靈敏。Schroeder說：“通過這些酶,，我們可以使植物在利用CO2進(jìn)行光合作用的同時(shí)提高它的水利用效率,。”（生物谷 Bioon.com）
