来源：安妮•莱歇尔（Anne Reichel），马尔堡大学（Marburg University），丽莎•洛克（Lisa Lock）编辑，罗伯特•埃根（Robert Egan）审校； 太赫兹研发网 余郑璟博士 编译

    植物如何呼吸？它们何时打开和关闭叶片上的微小气孔，这对于水分的平衡有何影响？马尔堡大学物理学家马丁•科赫（Martin Koch) 教授所领导的科研团队开发出一种新方法，并将这一过程实现了可视化处理：借助太赫兹光谱技术，科学家们能够观测出植物叶片开口（气孔）的开合时间。相关论文已发表于《科学报告》（Scientific Reports）期刊。

    植物从空气中吸收二氧化碳，并通过叶片下侧的微小结构释放氧气。在阳光照射下，植物将二氧化碳转化为葡萄糖并失去水分。为了防止脱水，这些微小的开口在晚上就会关闭，甚至在干旱时节的白天也会关闭。植物如何能有效掌握开合平衡对它们的生存至关重要，尤其是在应对气候变化的当下。

    马尔堡菲利普斯大学（Philipps University）的科学家们利用太赫兹光波照射植物叶片。太赫兹波可以被视为波长很长的光波或非常高频的微波，水对其吸收性非常强。研究人员可以从信号通过叶片的衰减程度来推断叶片的含水量。再通过将测量数据与数学模型进行比较，便可以根据叶片的水分损失情况推断出气孔何时打开以及打开时间的长短。

    为了测试该方法，研究人员将普通的拟南芥植物和因为特定基因突变而无法调节水平衡的变体拟南芥进行比较。变体中的基因突变影响了其在干旱压力反应中特定信号的通路。

    该论文首席作者约亨•泰伯（Jochen Taiber）解释道：“使用太赫兹光谱，我们能够展示这种信号如何操纵通路从而影响植物的水平衡：具有遗传缺陷的植物干燥得更快，因为它们不太能调节气孔开口去适应可用水的供应条件。”

    该方法能够被用于研究植物的调控机制，并有助于确定未来更能抵抗气候变化的作物。

    为了使该方法能够在其他实验室中使用，该研究小组目前正在努力使这种测量技术更便携、更实惠。

    更多信息请参见论文：Jochen Taiber等人，“通过太赫兹光谱和水传输模型确定拟南芥气孔关闭的动力学”（The dynamics of stomatal closure of Arabidopsis thaliana determined by terahertz spectroscopy and a water transport model），《科学报告》（Scientific Reports）（2025）。DOI:10.1038/41598-025-20219-y