植物有一种非凡的感知光和对光作出反应的能力，这对它们的生存和生长至关重要。
最常见和可见的反应之一是向光性，或植物器官向光源弯曲。但是植物是如何感知光的方向并相应地调整它们的生长的呢?
瑞士洛桑理工学院(EPFL)的研究人员进行的一项新研究揭示了植物茎中涉及细胞间空气通道的令人惊讶的机制。
空气通道增强了茎部的光散射
研究人员利用拟南芥(Arabidopsis thaliana，一种小型开花植物，在植物生物学中被广泛用作模式生物)来研究空气通道在向光性中的作用。
空气通道是植物细胞之间的微小空间，允许气体交换和水运输。
研究人员发现，这些通道还有另一个功能:它们增强茎中的光散射(折射和反射)，在整个器官上产生光梯度，从而触发向光性。
为了验证这一假设，研究人员使用了一种茎部缺乏空气通道的突变植物，并将其与野生型植物的趋光性反应进行了比较。
他们发现突变植物的光敏反应明显减弱，这表明空气通道是有效地向光弯曲所必需的。
他们还使用计算机模型来模拟光如何通过茎，并证实了空气通道增加了穿过器官的光梯度。
ABC转运蛋白调节空气通道的形成
研究人员还发现了一种与茎中空气通道形成有关的基因。该基因编码一种ABC转运蛋白，这是一种跨细胞膜转运分子的蛋白质。
研究人员表明，这种转运蛋白在胚胎中表达，并且需要在幼苗的细胞间隙中保持空气。
他们还发现，这种转运蛋白会影响细胞壁的特性，使其更加坚硬，不易渗透水分，这有助于维持空气通道。
研究人员将该基因命名为向光性所需的空气通道(ARP)，并提出它是茎中空气通道形成和功能的关键调节因子。
他们还认为，ARP可能在植物发育和逆境响应中具有更广泛的作用，因为空气通道还参与其他过程，如氧气扩散、水分输送和机械稳定性。
对植物光感知和生长的新见解
EPFL研究人员的这项研究为植物如何感知和响应光提供了一个新的视角，光是它们生存和生长的最重要的环境因素之一。
研究人员发现，茎中的细胞间空气通道产生定向光信号，调节向光性，并且ABC转运体是空气通道形成和功能所必需的。
该研究也为进一步研究空气通道在植物生物学其他方面的作用开辟了新的途径，如发育、胁迫反应和光合作用。
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