在多变的外部环境中，植物通过调整自身的信号响应机制来应对各种外界压力，力求在生长和抗逆性之间找到一个平衡点。当遭遇高温、干旱等多重非生物胁迫时，植物的正常生长和健康状况会受到影响。尽管科学家们已经对植物如何响应单一的非生物胁迫进行了广泛的研究，但对于植物如何协调处理多种环境信号并作出反应的机制，我们的了解仍然有限。
保持叶片适宜的温度和水分状态对于植物维持有效的能量交换是至关重要的，而这一过程主要是通过叶表皮上的气孔进行调控的。气孔的开闭会影响光合作用和蒸腾作用的速率，进而影响植物的水分利用效率和叶片表面的温度。气孔运动作为一种快速响应机制，暗示了植物可能拥有类似于“开关”的信号路径，能够在环境条件变化时迅速调整以适应新的需求。例如，在高温条件下，气孔打开有助于散热降温；而在干旱条件下，气孔则会关闭以减少水分流失。然而，随着全球气候变暖和水资源分布的变化，当高温和干旱同时发生时，植物如何调节气孔的开合以实现散热与保水之间的平衡，成为一个值得深入探讨的问题。
11月29日，根特大学VIB研究所植物系统生物学研究中心（UGent-VIB Center for Plant System Biology） Ive De Smet研究组在Nature Plants 发表了题为Stomatal opening under high temperatures is controlled by the OST1-regulated TOT3–AHA1 module的研究文章。该研究揭示了在高温和干旱条件下，植物如何通过特定的信号通路调控气孔开合，以应对这些极端环境条件。研究表明，质膜H⁺-ATP酶AHA1/2的磷酸化水平及其活性在高温下显著增加，这种增加依赖于激酶TOT3的调控。在高温条件下，TOT3能够直接磷酸化质膜H⁺-ATP酶，增强其活性，促进气孔张开。而在水分亏缺状态下，ABA（脱落酸）含量上升，激活了另一个关键激酶OST1，它会磷酸化TOT3使其失活，从而抑制质膜H⁺-ATP酶的活性，导致气孔关闭，减少水分流失。这种“加速-制动”机制使植物能够在高温和干旱的双重胁迫下优化气孔开度，实现动态平衡，有效地应对复杂环境压力。
UGent-VIB植物系统生物学研究中心徐翔宇博士为论文的第一作者（目前在加州大学伯克利分校从事研究工作），Ive De Smet教授为通讯作者，Lam Dai Vu博士，荷兰乌特勒支大学Martijn van Zanten教授及西班牙巴伦西亚理工大学Pedro L. Rodriguez教授等指导了该项工作。比利时根特大学在读博士生刘洪岩、王韧博士，以及乌特勒支大学蒋章博士等对该研究做出重要贡献。Ive De Smet教授研究团队长期专注于研究植物的生长发育及其对环境的适应性，特别是在高温胁迫下的应对机制。其研究团队利用蛋白质组学和磷酸化蛋白质组学技术，在拟南芥、小麦和大豆等物种中，深入研究磷酸化如何在高温条件下影响蛋白质的折叠构象、功能以及酶活调节，致力于揭示磷酸化驱动的信号调节机制，帮助植物调节生长，有效应对高温胁迫。
