pH對氣孔開度的影響

上週一個畢業生回來學校找老師,順道在操場上攔截了我,問我一個做實驗的問題。他們的實驗是觀察鴨跖草的氣孔,在不同pH值下的變化。他們發現實驗結果有點奇怪,所以這次回來剛好遇到我就順便問了我。

當下其實我也不知道實驗結果應該怎麼樣,不過回到辦公室就上網看看有沒有相關研究。結果在Research gate看到一篇研究就是做這個的

論文連結 Species-dependent changes in stomatal sensitivity to abscisic acid mediated by external pH

我翻閱之後覺得實驗方法和結果都很有意思,所以就整理如下。


這項研究的材料是鴨跖草(Commelina communis L)和阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana),採取葉下表皮先放置在蒸餾水中等待移置。實驗分兩階段,先放在pH 5或pH 7的MES/TRIS緩衝液中三小時,讓氣孔開度進入穩定狀態(steady-state aperture value)後,測量氣孔數據後,再個別移置到不同的pH值液體中兩小時,每隔20分鐘測量一次氣孔數據。(也就是原本放在pH 5 三小時的下表皮,會被移到pH 7的溶液中放兩小時。而原本放在pH 7的會改放在pH 5。)

以下是實驗結果

首先是氣孔的寬度和氣孔面積的相關性,氣孔的寬度越大,氣孔的面積就越大

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再來看浸泡在不同pH中三小時,氣孔的面積有什麼不同?看鴨跖草的黑色那兩條,泡在pH 5的比泡在pH 7的氣孔要小。而在阿拉伯芥,泡在不同pH的液體中,氣孔面積差異不大。
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接下來看看泡了三小時的溶液後,改放在不同的pH中,氣孔面積有什麼變化。從pH 7到 pH 5 ,跟預測的一樣,pH降低氣孔就會關閉。但是pH 5的放到 pH7的卻沒有如預期的會讓氣孔打開,反而也是縮小。而從阿拉伯芥的實驗中,發現不同pH對氣孔的影響和物種也有關係,並非在不同物種間都有一致性的結果。
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再來是圖表稍微複雜的實驗,我把兩張圖合併起來一起看。實驗方法是把泡了某pH溶液三個小時的下表皮,改放在(1)相同或不同的pH液體 (2)不同濃度的ABA中。所以每種植物就有8種不同實驗組合了。
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