قناة K+ في نبات C4 تسرع فتح الثغور لتعزيز عملية التمثيل الضوئي C3 وكفاءة استخدام المياه

لقد ثبت أن تسريع الديناميكا الخاصة بالستومات من خلال علم البصريات الاصطناعي والطفرات التي تعزز تدفق K+ في خلايا الحرس استراتيجية قابلة للتطبيق لتحسين كفاءة استخدام المياه وإنتاج الكتلة الحيوية. تعتبر الثغور في نوع C4 نموذج Gynandropsis gynandra، وهو قريب من نبات C3 Arabidopsis thaliana، سريعة أيضًا في الفتح والإغلاق. لقد حددنا واستنسخنا قناة K+ الخارجة من خلايا الحرس (GROK) لـ Gynandropsis وأظهرنا أن GROK يتم التعبير عنه بشكل تفضيلي في خلايا الحرس للثغور. GROK متجانس لقناة K+ لخلايا الحرس في Arabidopsis (GORK) وعند التعبير عنه في البويضات، ينتج تيار K+ يتوافق مع تيار خلايا الحرس في Gynandropsis. إن تكامل طفرة gork في Arabidopsis مع GROK عزز تنظيم قناة K+ وتدفق K+، مما زاد من ديناميكا الثغور وأدى إلى تحسينات في كفاءة استخدام المياه والكتلة الحيوية مع اختلافات في الضوء، خاصة تحت ظل نقص المياه. توضح نتائجنا الإمكانية للهندسة الوراثية لقناة K+ من نوع C4 في خلايا الحرس لنوع C3، وتتناول اللغز حول كيفية تطور آليات في الأنواع C4 التي تعزز من كفاءة استخدام المياه والنمو تحت الضغط.