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操縱植物受感染時關閉氣孔（stomata）的機制

 

植物的氣孔。圖片來源：維基百科

植物的氣孔什麼時候會關閉呢？大家的回答幾乎都是：缺水的時候。當植物缺水時，因為膨壓（turgor pressure）降低或/及因為離層酸（ABA，abscisic acid）的作用，會使得保衛細胞（guard cell）的水分往周圍的細胞滲透出去，使保衛細胞失去膨壓，於是氣孔就關閉（如上圖右）。

但其實植物在受到感染的時候，也會關閉氣孔。這個作用，或許可以理解為防止有更多病原進入植物內部的一種措施，就像我們現在為了防堵SARS-CoV-2藉由感染者進入國境所採取的邊境管制一樣。究竟是什麼機制讓植物在受到感染時關閉氣孔呢？最近馬里蘭大學的研究發現了關鍵的蛋白質：OSCA1.3。

OSCA1.3是一個鈣離子通道蛋白。當受體相關的細胞激酶BIK1受到來自病原體的刺激（如細菌的鞭毛蛋白）時，BIK1會磷酸化OSCA1.3的胺基端。磷酸化的OSCA1.3接著便會打開，讓鈣離子進入保衛細胞，啟動一連串的反應，最後的結果就是氣孔關閉。

而OSCA1.3會不會也受到離層酸的影響呢？研究團隊測試後發現，OSCA1.3只聽BIK1的。所以OSCA1.3是專屬於病原體入侵時的氣孔關閉反應。

參考文獻：

Kathrin Thor, Shushu Jiang, Erwan Michard, Jeoffrey George, Sönke Scherzer, Shouguang Huang, Julian Dindas, Paul Derbyshire, Nuno Leitão, Thomas A. DeFalco, Philipp Köster, Kerri Hunter, Sachie Kimura, Julien Gronnier, Lena Stransfeld, Yasuhiro Kadota, Christoph A. Bücherl, Myriam Charpentier, Michael Wrzaczek, Daniel MacLean, Giles E. D. Oldroyd, Frank L. H. Menke, M. Rob G. Roelfsema, Rainer Hedrich, José Feijó, Cyril Zipfel. The calcium-permeable channel OSCA1.3 regulates plant stomatal immunity. Nature, 2020; DOI: 10.1038/s41586-020-2702-1

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