2019年3月29日，浙江大学求是讲座教授、英国格拉斯哥大学Michael Blatt教授和英国格拉斯哥大学John Christie教授、浙江大学作物所王一州研究员合作在Science发表题为“Optogenetic manipulation of stomatal kinetics improves carbon assimilation, water use, and growth”的文章，揭示了提高植物气孔动力学的新方法。浙江大学作物所为该论文的共同通讯单位之一。

气孔在植物生理活动中起着十分重要的作用，既要协助植物吸收二氧化碳以备光合作用之需，又要限制水分通过蒸腾作用流失以提高水分利用效率。一般来说，拥有高水分利用效率的植物气孔孔径较小，从而导致二氧化碳的吸收量随之减少。反之，气孔较大的植物二氧化碳吸收量较高，但是水分利用效率往往就会降低。过去，很多研究试图通过减少气孔密度和导度来提高水分利用效率，但往往会以牺牲二氧化碳同化为代价。因此，在不损失光合作用效率的前提下减少蒸腾作用的水分流失就必须规避二氧化碳吸收和水蒸气扩散之间这种相互矛盾的关系。

研究人员发现将一种人工合成的光调控K+通道BLINK1（将燕麦（Avena sativa）向光素phot1中LOV2-Jα “光开关”与病毒K+通道Kcv相结合而成）特异性的表达在气孔保卫细胞后，可以加速气孔在光驱动下的开闭速率。这样，在不损失水分利用效率的前提下，转基因植物比野生型拟南芥在波动的光照条件下生物量合成提高了近2.2，从而提出了一条有效的能够同时提高光合和水分利用效率的方法，为今后作物遗传育种工作提供了重要的理论和技术支持。

原文链接：http://science.sciencemag.org/content/363/6434/1456