通常被称为“巫术”的寄生植物Strigahermonthica在撒哈拉以南非洲地区摧毁了作物。科学家在Striga中发现了一种独特的蛋白质，有助于维持其高蒸腾作用。Striga利用蒸腾作用有效地从宿主中偷取水分和养分，因此这种蛋白质可以为控制Striga提供新的目标。研究结果于2月25日在Nature Plants上发表。

Strigahermonthica是一种寄生杂草，主要分布在撒哈拉沙漠以南的非洲大陆。它从高粱，小米，甜玉米和大米等主要谷类作物的根部渗出，从宿主身上吸收水分和养分。斯特雷加造成的非洲农业损失估计每年约为90亿美元。

在蒸腾过程中，水通过植物传播并通过气孔(呼吸孔)从叶子中蒸发。在干旱条件下，植物通常会限制蒸腾作用以调节水分流失，但Striga保持其高蒸腾水平。这意味着在干旱地区，Striga可以更有效地从宿主身上偷取水分和养分。然而，Striga保持其气孔开放的机制尚未阐明。

当植物受到干旱胁迫时，它们合成称为脱落酸(ABA)的植物激素。这种小分子引起气孔关闭以抑制蒸腾。Striga叶含有大量的ABA，外源ABA处理不会减少蒸腾作用。该团队得出结论，Striga高蒸腾水平的原因是ABA敏感性的缺陷。

植物中的ABA响应干旱胁迫而迅速增加并结合称为PYL的受体。ABA结合的PYL受体复合物结合并抑制A组2型C蛋白磷酸酶(PP2Cs)，其是ABA信号传导的负调节物。因此，PP2Cs的抑制使保卫细胞能够关闭气孔。该研究小组分离了Striga中的相关基因并分析了它们的功能。他们鉴定了ShPP2C1基因，其蛋白质组成性地阻断了ABA的信号传导，因为ShPP2C1不受PYL受体控制。ShPP2C1具有在其他植物中未见的不同氨基酸突变。当该小组在模式植物拟南芥中编辑5个氨基酸序列以类似ShPP2C1(表示为AtABI15突变)时，拟南芥“对ABA的反应减少，即使在干旱条件下，其高蒸腾水平仍然存在。

Yimhiro Sugimoto教授(神户大学农业科学研究生院)和助理教授Masanori Okamoto(宇都宫大学生物科学研究和教育中心)组织了这项联合研究，该研究得到了可持续发展科学和技术研究伙伴关系计划(SATREPS)的支持。

杉本教授和冈本助理教授评论说：“我们的研究结果表明，氨基酸突变改变了Striga中PP2C基因的特性，降低了对ABA的敏感性，即使在干旱条件下也能保持高的蒸腾速率。陆生植物获得ABA信号的顺序在水环境不断变化的环境中生存。在适应寄生生活方式的过程中，Striga可能失去了这些功能并获得了自己的营养获取方法。

研究结果表明，ShPP2C1在Striga获取营养素和水中起着重要作用，并且通过针对它可以实现新的Striga控制方法。“如果我们能够抑制ShPP2C1的功能，这将恢复Striga的ABA反应，并限制其偷水和营养的能力，”Sugimoto教授说。“展望未来，通过对ShPP2C1蛋白质结构的更详细分析，我们希望开发出能够限制ShPP2C1功能的药物。”