许多研究发现外界环境pH的变化能够显著地影响植物基因表达，表明植物具备感应外界pH的能力，然而植物是如何感知胞外pH变化的呢?很长时间以来，这一直是一个未解之谜。日前，南方科技大学生命科学学院讲席教授郭红卫课题组与清华大学-德国马克斯普朗克研究所-科隆大学柴继杰教授课题组合作在《细胞》发表了研究论文，揭示了细胞表面的小肽-受体复合物作为细胞外pH感受器，调控植物生长和免疫的机制。

该研究为未来农业生产中利用“酸碱调控”来调节作物生长、抗病、抗逆，提供了理论基础和新的方向。

据介绍，细胞外pH对于动物、植物、微生物的生长发育以及免疫都起着重要的调控作用。例如人体血液pH维持在7.35-7.45。在一些特化的细胞中，位于细胞膜表面的络氨酸受体激酶(RTKs)、G蛋白偶联受体 (GPCRs) 及氢离子敏感离子通道能够感应体液pH的细微变化，调节人体生长发育、免疫应答等过程。细菌也能通过多种酸性或碱性敏感的膜表面蛋白复合体感应环境pH变化，调节自身信号通路。

植物细胞外pH呈酸性(pH 5.7)，许多生理和外界环境因素都会引起胞外pH的改变。过去几十年间，胞外pH碱化一直被作为植物免疫反应的标志之一。尤其是在病原菌相关联分子模式激发的免疫反应研究中，植物免疫学家利用胞外碱化作为指标，成功鉴定出了许多重要PAMP免疫分子的活性形式。不仅是生物胁迫、非生物胁迫，如干旱、盐碱也都会引起胞外pH的快速碱化。此外，气候、肥料、微生物也都会引起土壤pH的改变。然而，植物如何感知胞外pH变化仍是一个未解之谜。

郭红卫/柴继杰合作团队首次发现了植物胞外pH的感应器，揭示了植物细胞膜表面小肽受体复合物能够感应胞外pH的变化，调控植物生长发育与免疫。同时，该研究还揭示了“胞外碱化”这一植物免疫反应标志，能够作为一个信号分子调控植物生长及免疫的进程，减缓生长，增强免疫，从而优化能量，增强环境适应性。(首席记者 吴吉 通讯员 刘莉 付文卿)