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到底保衛細胞（guard cells）會不會進行光合作用？

 

圖片來源：維基百科

最近介紹了一篇研究，提到以阿拉伯芥（Arabidopsis thaliana）為模式，偵測不到保衛細胞進行光合作用；沒想到才過不了多久，同樣以阿拉伯芥為模式的研究，就推翻了前面的結論。

在這篇研究中，研究團隊以合成澱粉能力大幅降低的突變株，或是不具有糖運輸蛋白的突變株來進行偵測。結果他們發現，保衛細胞還是能進行一點光合作用的，因為不具有糖運輸蛋白的突變株仍能合成澱粉。保衛細胞可以用自己光合作用所產生的糖，或是從葉肉細胞（mesophyll）進行光合作用所產生的糖，來合成澱粉。

研究團隊發現合成澱粉能力大幅降低的突變株，在一天的上半天（開始照光後六小時內）無法合成澱粉，顯示在上半天植物主要是利用自己光合作用所產生的糖來合成澱粉；而不具有糖運輸蛋白的突變株則是在一天的下半天無法合成澱粉，顯示在下半天植物主要是從葉肉細胞運入糖來合成澱粉。讓研究團隊驚訝的是，兩者都缺乏的雙突變株，竟然還能合成少量澱粉！研究團隊嘗試著將合成澱粉的基因與運輸糖的基因以基因沉默的方式關掉，結果轉殖植物直到開始照光後九小時，才有少量澱粉的合成，這意味著植物可能還有其他的機制在保衛細胞中合成澱粉。這其實也不意外，畢竟澱粉的合成對保衛細胞的行動（連結到氣孔的開閉）很重要，若植物中有其他的路徑來做為備份，也是意料之中。

對照之前的研究成果，讀者們可能會說：怎麼在同一種植物裡面有截然不同的發現呢？其實科學原本就是很難定於一尊，我們永遠都在努力發現真理的路上，所以也只能說：大家繼續努力吧！

參考文獻：

Sabrina Flütsch, Daniel Horrer, Diana Santelia, Starch biosynthesis in guard cells has features of both autotrophic and heterotrophic tissues, Plant Physiology, 2022;, kiac087, https://doi.org/10.1093/plphys/kiac087

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