【大公報訊】關於植物保衛細胞能否進行光合作用的爭論已經持續了半個多世紀。直到最近,有關在保衛細胞和保衛細胞葉綠體裏進行的光合作用是否在氣孔運動中發揮直接作用這一點,仍然存在爭議。香港大學生物科學學院副教授林文量博士與蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)Diana SANTELIA 博士合作,發現葉肉細胞合成的糖被運輸進入保衛細胞,隨後被保衛細胞線粒體消耗以產生ATP,從而為氣孔開放提供了能量。研究結果已刊於學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)。
清晨時分陽光會促使植物葉片上的氣孔打開讓二氧化碳輸入和氧氣排出,從而促進光合作用。氣孔開放須要消耗大量的「細胞能量貨幣」三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP),但這些ATP的來源尚不清楚。部分研究提出,保衛細胞葉綠體能夠進行光合作用,並將ATP輸出到細胞質為氣孔開放提供能量。而在葉肉細胞葉綠體中,光系統產生的ATP和煙酰胺─腺嘌呤二核苷酸磷酸鹽(NADPH)為二氧化碳的固定提供能量。
港大林文量博士的團隊與蘇黎世聯邦理工學院Diana Santelia博士合作,發現保衛細胞葉綠體通過葉綠體膜上的核苷酸運輸器吸收細胞質ATP,在白天為澱粉合成提供能量,在黎明時分將澱粉降解為糖,以提供能量並增加滲透壓來促進氣孔開放。總而言之,保衛細胞的功能更像是接收糖和儲存澱粉的「倉庫」,而非進行光合作用以提供糖的「工廠」。
此外,保衛細胞的功能與葉肉細胞的功能密切相關,能有效地協調通過氣孔的二氧化碳的吸收和葉肉細胞中二氧化碳的固定。