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New Phytologist:长针叶中的糖转运机制

已有 576 次阅读 2021-3-3 08:33 |个人分类:每日摘要|系统分类:论文交流

The Mechanism of Sugar Export from Long Conifer Needles

第一作者Johannes Liesche

第一单位西北农林科技大学

通讯作者Tomas Bohr


 Abstract 


背景回顾The green leaves of plants are optimized for carbon fixation and the production of sugars, which are used as central units of carbon and energy throughout the plant. 


提出问题:However, there are physical limits to this optimization that remain insufficiently understood.


主要研究:Here, quantitative anatomical analysis combined with mathematical modeling and sugar transport rate measurements were employed to determine how effectively sugars are exported from the needle‐shaped leaves of conifers in relation to leaf length. 


结果1-限制:Mathematical modeling indicated that phloem anatomy constrains sugar export in long needles.


结果2-解除限制:However, we identified two mechanisms by which this constraint is overcome, even in needles longer than 20 cm: i) the grouping of transport conduits, and ii) a shift in the diurnal rhythm of sugar metabolism and export in needle tips. 


结果3-功能:The efficiency of sugar transport in the phloem can have a significant influence on leaf function


推测:The constraints on sugar export described here for conifer needles are likely to also be relevant in other groups of plants, such as grasses and angiosperm trees.


1.jpg


 摘 要 


植物的绿色叶片是已经被优化了的,用来高效固定碳和产生糖,进而为整个植株提供碳源和能量源。但是,我们对于这种优化的物理限制仍然没有充分理解。本文中,作者结合定量解剖分析、数学建模以及糖运输速率测量等技术,来确定针叶树的长针叶如何有效地输出糖。数学建模显示,韧皮部解剖结构限制了长针叶中的糖输出。然而,作者鉴定了两种能够克服这种限制的机制,甚至是在长度超过20厘米的针叶中也同样适用,这两种机制分别是:i)运输管道的分组,ii)针尖糖代谢和输出的昼夜节律变化。韧皮部中的糖转运效率对叶片的功能有着显著影响。本文中所描述的针叶树的糖输出限制也有可能在其它植物类群中存在,比如禾本科植物和被子植物树木。


 通讯作者 

**Tomas Bohr**


个人简介:

1971-1980年,哥本哈根大学,硕士;

1981-1983年,哥本哈根大学,博士;

1983-1985年,康奈尔大学,博后;

1985-1998年,哥本哈根大学,助理/副教授;

1998年-至今,丹麦理工大学,教授


研究方向强非线性流体流动在浮游生物和植物汁液动力学的背景下研究生物流体动力学


doi: https://doi.org/10.1111/nph.17302


Journal: New Phytologist

First Published: Feb 26, 2021



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