作为植物表皮上的微小孔隙，气孔在植物光合作用、水分调节和病原防御中发挥着至关重要的作用。已有的研究表明，气孔的发育过程受到丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联反应的负调控和一氧化氮(nitric oxide, NO)的正调控。然而，这两条信号通路协同调控气孔发育的分子机制仍不清楚。
2025年4月21日，
Developmental Cell杂志在线发表了中国科学院遗传与发育生物学研究所左建儒研究组与合作者题为“Nitric oxide controls stomatal development and stress responses by inhibiting MPK6 phosphorylation via
S-nitrosylation in
Arabidopsis”的研究论文(
https://doi.org/10.1016/j.devcel.2025.04.001)。该研究解析了NO通过
S-亚硝基化修饰抑制MPK6的激酶活性，从而调控气孔发育和胁迫响应的分子机制，揭示了NO和MAPK级联这两条高度保守信号通路间的交互调控机制。
研究团队发现，NO调控拟南芥气孔发育依赖于
MPK3和
MPK6，并特异性地介导MPK6蛋白第201位半胱氨酸残基(Cys-201)的
S-亚硝基化修饰。这一修饰能够抑制MPK6的磷酸化，进而稳定了调控
气孔谱系起始的关键转录因子SPEECHLESS，从而促进气孔发育。团队创制了Cys-201位点不能发生
S-亚硝基化修饰的
MPK6C201S突变体，该突变体在气孔发育和胁迫响应中均表现出对NO不敏感的表型，证明了这一调控机制的特异性和重要性。该研究不仅解答了植物气孔发育调控的关键科学问题，也为理解真核生物中NO-MAPK这两种高度保守信号通路的交互调控提供了全新视角和重要范例。
上述研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所左建儒研究组、河南大学张立新研究组、中国科学院植物研究所乐捷研究组和中国农业大学杨淑华研究组合作完成。左建儒研究组已毕业博士研究生王丹凤和助理研究员郭红艳为论文的共同第一作者，左建儒研究员和郭红艳助理研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委和原植物基因组学国家重点实验室的资助。
一氧化氮调控气孔发育和胁迫响应的模式图
