植物通过一种称为“气孔”的微小吸收孔道从环境中吸收二氧化碳（CO2）进行光合作用。同样的，水蒸汽也通过一种称为蒸腾作用的过程藉由这些气孔向环境中释放。当CO2含量充足时，气孔可以缩小以便减少水分蒸发，但是研究人员一直不明白这一过程如何发生。美国加州大学圣地亚哥分校的Julian Schroeder及同事发现了一种与CO2作用下气孔开合行为相关的酶。这种酶能与CO2反应从而使气孔周围的细胞关闭，他们的结果发表在最新出版的Nature Cell Biology。
Schroeder和他的研究团队在拟南芥中找到了一对在CO2响应中必需的蛋白。这两个蛋白是一种称为碳酸酐酶的物质，它们能将CO2分解成碳酸氢根和质子。观察缺少碳酸酐酶基因βCA1、βCA4的拟南芥变异株，发现它们对空气中CO2的响应被削弱。另一方面，过量表达这两种基因的作物则表现出较高的水利用效率。
目前人们已知多种植物细胞中含有碳酸酐酶，其中包括与光合作用有关的叶肉细胞。Schroeder及其同事发现这种酶能在防卫细胞直接工作，它们控制气孔的开合。将这种原本在防卫细胞中发挥作用的细胞引入到变异的拟南芥时，它们的这种CO2触发气孔收缩的响应得以恢复。
研究人员相信，从这种酶入手可以使作物更加节水、对CO2响应更灵敏。Schroeder说：“通过这些酶，我们可以使植物在利用CO2进行光合作用的同时提高它的水利用效率。”（生物谷 Bioon.com）
