PLL12果膠裂解酶有助于驅動氣孔的打開和關閉

　　植物通過調整氣孔孔徑以響應環境線索來控制水分流失和 CO2 吸收。氣孔的打開和關閉是由離子和水穿過保衛細胞膜引起保衛細胞的膨脹或收縮引起的。氣孔孔徑調整在幾分鐘內發生，氣孔一天可以打開或關閉多次。保衛細胞壁如何容忍和幫助這些快速和反復發生的變化？最近證據表明，果膠及其修飾對氣孔功能尤其重要，因為缺乏果膠修飾酶的植物會損害氣孔反應。2021年6月16日，Plant Cell在線發表了來自美國賓夕法尼亞州立大學Charles T Anderson課題組題為“PECTATE LYASE LIKE12 patterns the guard cell wall to coordinate turgor pressure and wall mechanics for proper stomatal function in Arabidopsis”的研究論文，該研究揭示了果膠裂解酶基因PECTATE LYASE LIKE12 (PLL12) 、的表達是擬南芥正常氣孔動力學所必需的。

　　該研究首先表明與野生型相比，在 PLL12 功能缺陷的植物中，突變體氣孔最初更封閉，兩個方向的氣孔運動更慢且幅度減小。然后測試了PLL12 的突變是否影響保衛細胞壁的生物力學特性。研究表明在 pll12-1 突變體中，與野生型植物相比，保衛細胞膨脹壓力更低，無論是在黑暗中的穩態條件下還是在光下氣孔開放期間。因此，該結果說明了植物需要 PLL12 在保衛細胞中建立正常的膨脹和壁力學，以確保快速的氣孔響應。

　　之后，該研究發現在 pll12-1 突變體中，使用識別去甲基酯化的同型半乳糖醛酸（PLL12 底物）的抗體進行更高水平的標記。結果顯示果膠交聯的增加可能有助于保衛細胞中更高的壁模量和 pll12-1 突變體中氣孔運動的減少。PLL12 的缺乏也影響植物生長和細胞增殖，其中pll12-1突變體發育不良，表皮中的保衛細胞比野生型小，導致氣孔密度增加，但氣孔指數正常。PLL12kd 植物也具有較小的葉玫瑰花結，但表皮細胞大小或氣孔密度沒有變化，表明 pll12-1 敲除中表皮細胞大小的改變可能是由非氣孔細胞中的 PLL12 功能引起的。

　　綜上所說，對于快速氣孔運動，保衛細胞壁需要適應細胞體積和膨脹壓力的快速變化。在擬南芥中PLL12 對果膠的裂解有助于獲得保衛細胞所需的靈活但又具有堅固的細胞壁，以驅動有效的氣孔打開和關閉。