气候因子包括空气湿度、CO₂浓度和环境温度等,能够影响植物体的生理生化反应和生长发育。在逆境胁迫下,植物的保卫细胞能感知传递信号,通过调整气孔开度防御外界压力的机制。对气孔突变群体进行筛选,并由其特性了解信号转导机理是基因功能鉴定研究中最直接有效的方法之一。本研究以野生型拟南芥为材料,对自主设计发明的气孔研究专用精密环控舱的各项技术指标进行了检测,并用该系统探索了气孔应答气候因子的运动规律。以拟南芥SALK T-DNA突变体库为材料,利用红外热成像仪和精密环控舱建立的T-DNA突变体筛选体系,成功筛选出湿度、CO₂、高温和低温候选气孔突变体共68株。早在110多年前,人们就发现植物气孔会在大气湿度降低后关闭,但是对其中的作用机制,目前仍知之甚少。为解析这一生物学过程的作用机制,在候选突变体中选取两株气孔应答低空气湿度突变体,分别命名为c1和c2,进行深入研究。结果表明,c1突变体中,T-DNA插入到At5g49370上游启动子区域,该基因编码一个拥有100个氨基酸的蛋白质。通过气孔密度的检测发现,c1的气孔密度明显大于野生型,由此推断,c1可能为气孔发育突变体。c2的T-DNA插入到At2g14160基因的启动子区,导致了c2突变体的表型。该基因编码一个拥有85个氨基酸的蛋白质,含有RNA结合域（RRM/RBD/RNP motifs）,属于RNA结合蛋白家族成员。采用光合仪、红外成像仪和水分散失测定等方法,进一步证明C2基因是植物气孔湿度信号通路的重要信号元件。c2突变体对ABA和第二信使Ca²⁺不敏感,表明C2蛋白可能通过与ABA信号通路的元件互作,来应答湿度信号,且其在信号通路中位于Ca²⁺的下游。进一步的研究表明,在野生型植株失水处理后,C2基因表达量逐渐增加。而c2突变体中,C2基因的表达量下降,ABA信号通路关键基因的表达水平发生显著改变,表明C2可能通过调控ABA信号元件的表达发挥作用。这些研究结果加深了对C2基因功能的认识,为解析气孔湿度应答机制奠定了很好的基础。