气孔是植物与外界的联系通道,气孔的张开和关闭控制着植物水分蒸腾和CO<,2>吸收.单一的气孔关闭虽能减少水分散失,但同时也减少了CO<,2>吸收,后者则导致光合作用速率降低.因此,如何在减少水分散失的同时又不降低光合速率是调控气孔运动提高植物水分利用效率的关键.在相对稳定的环境条件下,植物气孔振荡周期性地调节气孔口径,既能避免水分的过度蒸腾散失,又保证光合作用所需CO<,2>的供应,几乎对光合速率没有影响,所以能提高植物水分利用效率.因此,弄清气孔振荡的生理和分子调控机理,使人工调控气孔振荡在生产实践中成为可能,在不减少植物对CO<,2>的同化的前提下,提高植物水分利用效率以提高(或保证)农作物产量和改善生态环境.以农家常用蚕豆为试验材料,以成熟叶片的下表皮条为研究对象,进行外加HgCl<,2>、EGTA、LaCl<,3>和TEACl等的处理,探讨水通道和离子通道在气孔运动中的作用和地位;在外源高浓度Ca<2+>和K<+>缓冲液快速交换处理诱导保卫细胞[Ca<2+>]<,cyt>振荡的基础上,进行具有不同参数(如次数和时间)的交换处理,探讨保卫细胞[Ca<2+>]<,cyt>振荡与气孔振荡的关系,以及保卫细胞[Ca<2+>]<,cyt>振荡参数对气孔振荡的影响;以不同诱导物(如[Ca<2+>]<,exo>、外源ABA和H<,2>O<,2>等)进行快速交换处理,探讨不同外界刺激或环境条件对保卫细胞[Ca<2+>]<,cyt>振荡和气孔振荡的诱导,以及气孔振荡的参数差异;在快速交换处理前后,以水通道抑制剂(HgCl<,2>)和不同的离子通道抑制剂(如EGTA、LaCl<,3>和TEACl等)处理,探讨气孔振荡中水通道的作用及其在气孔运动信号转导中的地位.研究表明,水通道参与了气孔振荡,而且处于气孔运动(气孔振荡)信号转导的下游,发挥直接重要作用.弄清气孔振荡的生理和分子调控机理,从而实现气孔振荡的人工调控,在不同环境条件下调节植物气孔口径,真正大幅度提高植物的水分利用效率.气孔振荡条件下植物能最大限度地利用植物已经吸取的水分而不增加水分灌溉,水分利用效率(Pn/E)比在非振荡条件下能提高约40％.因此,气孔振荡调控适宜于广大水资源极度亏缺的干旱、半干旱地区的植物;不仅限于在农业上使用以提高(或保证)产量,还能在非农作物上使用以改善生态环境.目前,国内外对气孔振荡的研究多集中在较大尺度、偏宏观的生态学研究,而对气孔振荡的生理和分子调控机理的研究则尚未见相关报道.