康奈尔大学研究人员发现植物叶片内部存在一种此前未知的水分调控机制，这一发现可能为培育耐旱作物开辟新途径。传统理论认为植物仅通过气孔调控水分流失，而新研究揭示了叶肉细胞膜在水分调节中的关键作用。

该研究团队利用自主研发的纳米传感器AquaDust，首次实现对叶片内部水分状况的精确测量。研究共同通讯作者、康奈尔大学工程学院教授Abe Stroock表示："我们发现的现象发生在水在蒸腾作用过程中从根部到叶片内部蒸发点的漫长路径的最后100微米内。"

研究发现，虽然叶肉细胞内部水分充足，但其周围细胞间隙会变得非常干燥。这种水分差异源于水分穿过叶肉细胞膜的过程，使得细胞膜与气孔共同构成水分流动的双重调节系统。研究共同第一作者Sabyasachi Sen指出："我们发现了一种新的特性，它可以选择性地阻止过多的水分从叶片散失到大气中，而不会影响碳的同化作用，从而提高水分利用效率。"

AquaDust传感器作为一种柔软的合成吸水凝胶，能够占据叶肉区域的细胞间隙，并根据水分可用性膨胀收缩。通过测量传感器内染料的荧光变化，研究人员能准确掌握叶片局部水分胁迫状况。这一技术创新为研究植物水分 dynamics提供了新工具。

该研究已与农业科技公司科迪华展开合作，致力于开发更节水的玉米品种。研究人员表示，下一步将重点探索控制这一性状的基因机制，为作物改良提供理论基础。这项关于植物水分调控机制的发现，有望为全球抗旱作物育种提供新的技术方向。

更多信息：Piyush Jain 等人，《叶肉共质体与细胞间隙之间导度的丧失解释了非气孔对蒸腾作用的控制》，《美国国家科学院院刊》 (2025)。期刊信息：《美国国家科学院院刊》