［本站讯］2月12日，The Plant Cell在线发表了山东大学生命科学学院白明义教授课题组题为“Brassinosteroid and Hydrogen Peroxide Interdependently Induce Stomatal Opening by Promoting Guard Cell Starch Degradation”的研究论文。该论文报道了植物甾醇类激素油菜素内脂（Brassinosteroid, BR）和过氧化氢（H₂O₂）相互依赖促进保卫细胞中的淀粉降解，进而促进气孔开放。山东大学为该文章第一完成单位，生命学院博士研究生李金鸽为该文的第一作者，白明义教授为该文唯一通讯作者，河北师范大学的孙玉教授参与了该工作。

植物叶片表皮上的气孔由两个高度特化的保卫细胞合围而成。保卫细胞通过体积变化来调节气孔运动，这对于植物光合作用和蒸腾作用中的气体和水分交换至关重要。在经典的植物生理学中，气孔运动的机理有两种假说：离子泵假说和淀粉-糖假说(Granot et al., 2019, Trends in Plant Science)。随着分子生物学的深入研究，有越来越多的实验数据支持离子泵假说，而关于淀粉-糖假说的实验数据较少。淀粉-糖假说能否解释气孔运动成为一个悬而未决的科学问题。

油菜素内酯是一种重要的植物激素，在植物生长发育和逆境胁迫响应中起着重要的功能。白明义教授课题组的研究工作显示，野生型植物气孔中的淀粉在植物见光后迅速降解，而在BR缺失和不敏感突变体的气孔中淀粉大量富集，并且见光后不能降解，使得气孔不能正常开放。该课题组前期工作发现H₂O₂通过氧化修饰BR信号转导中关键转录因子BZR1参与和促进BR的信号转导过程（Tian et al., 2018, Nat Com）。在这项研究中，科研人员进一步证实BR和H₂O₂彼此依赖，促进BZR1和一个bZIP类的转录因子GBF2相互作用，提高BZR1的转录活性，诱导气孔中淀粉β降解酶（BAM1）的表达，使得淀粉快速降解，进而促进气孔开放。这项研究工作揭示了BR和H₂O₂在气孔淀粉代谢和气孔开放中的重要作用，并为淀粉-糖假说提供了有力的实验支持。

该研究得到国家自然科学基金和山东省自然科学基金的资助。

文章链接：http://www.plantcell.org/content/early/2020/02/12/tpc.19.00587