保衛細胞如何「保衛」植物呢?

國中生物課學到植物含有保衛細胞,保衛細胞通常兩兩成對,中間形成氣孔,透過控制氣孔的開關來調節水分含量,也可以進行氣體交換,例如吸入二氧化碳、排出氧氣等(翰林雲端學院,2024)。




當植物水分含量較多時,上升的膨壓會使成對的保衛細胞擴張鼓起,使中間氣孔的打開,幫助水分蒸散;當植物缺水時膨壓會下降,使保衛細胞回復原本的形狀,造成氣孔關閉以減少水分流失。


為了瞭解保衛細胞「保衛」植物的機制,多倫多大學的研究人員試著找出在植物的水分含量產生變化時,保衛細胞的基因表現是否與其他植物細胞有所差異(van Weringh et. al, 2021)。


研究人員透過控制植物的土壤含水量,以漸進的方式從含水量60%、40%到20%來模擬輕度、中度和重度乾旱的環境,比較保衛細胞和其它葉部表皮細胞的基因表現。結果顯示雖然它們的基因表現都會因中度和重度乾旱的環境而改變,但是只有保衛細胞在輕度乾旱的環境時就會開始作用,提早為可能缺水的環境而準備。


有了保衛細胞堅守崗位,更能夠幫助植物適應環境變化而健康的生長。




參考資料

翰林雲端學院,2024。國中生物 – 保衛細胞。
網址:https://reurl.cc/5dvg97
van Weringh, A., Pasha, A., Esteban, E., Gamueda, P. J., & Provart, N. J. (2021). Generation of guard cell RNA-seq transcriptomes during progressive drought and recovery using an adapted INTACT protocol for Arabidopsis thaliana shoot tissue. bioRxiv 2021.04.15.439991