中国科学院昆明植物研究所
昆明植物所在非生物胁迫如何影响植物动态光合效率方面取得新进展
文章来源:资源植物与生物技术重点实验室     发布时间:2023-11-14

  在自然环境条件下,植物叶片接收到的光照并不是一成不变的,经常伴随着频繁的波动光强,波动光强导致作物的碳固定收益减少10-40%甚至更多。在全球气候变化背景下,灾害气候的发生频次越来越高。波动光强、干旱和高温这些环境因素组合而成的复合胁迫是自然田间环境中普遍存在的非生物逆境,严重威胁着植物的生长和作物产量。但是,目前并不清楚各种逆境胁迫如何影响植物在波动光强下动态光合效率。

  中国科学院昆明植物研究所张石宝研究团队通过研究模式植物番茄在干旱、高温及复合胁迫(干旱和高温)下的光合表现,发现复合胁迫会引起动态光合效率的大幅度下降,造成碳饥饿。不同类型非生物胁迫限制番茄叶片动态光合效率的靶点有所不同。单独的干旱和高温胁迫分别通过限制CO2扩散(气孔导度与叶肉导度)和生化活性来限制光合速率。在干旱和高温复合胁迫下,叶肉导度的大幅度下降导致CO2无法正常通过的扩散途径进入叶绿体,造成卡尔文循环因缺乏底物而处于停滞状态。所以,叶肉导度是干旱和高温复合胁迫下植物动态光合效率的主要限制因子。该研究揭示了非生物胁迫如何影响植物的动态光合效率,强调了叶肉导度在复合胁迫条件下对植物动态光合效率及作物产量的重要性。  

  近日,相关研究成果以Mesophyll conductance limits photosynthesis in fluctuating light under combined drought and heat stresses为题在线发表于Plant Physiology上,已毕业硕士研究生曾芝兰为论文第一作者, 张石宝研究员和黄伟副研究员为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(31971412, 32171505)和中国科学院西部之光项目的支持。 

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