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JXB:水稻光合作用快速响应干旱机理

已有 3098 次阅读 2018-5-22 11:13 |个人分类:科学研究技能|系统分类:论文交流

        近日,Journal of Experimental Botany在线发表了彭少兵教授领衔的水稻栽培生理团队题为“Leaf hydraulic vulnerability triggers the decline in stomatal and mesophyll conductance during drought in rice (Oryza sativa)”的研究论文。该研究揭示了叶片内水力导度降低导致水稻光合作用快速响应干旱胁迫的机理。

干旱胁迫严重影响植物生长发育和作物产量。在干旱的条件下,气孔的快速关闭已被广泛研究,被认为是植物响应干旱的第一步。关于干旱引起气孔关闭的机制目前主要有两种假说:细胞体积变化所诱导的ABA积累假说和叶片膨压降低假说,而这些假说的提出,主要基于大气干旱(空气VPD变化)数据。水稻栽培生理团队熊栋梁博士等以水稻为研究材料,追踪了碳同化能力、叶片水力性状、膨压等对土壤快速干旱和长期干旱的响应动态和适应特征,结果显示:干旱初期,水稻同化能力的下降幅度主要取决于气孔和叶肉对二氧化碳传输导度的降低程度,而Rubisco酶功能及电子传递复合体的功能只有在严重干旱条件下才受到抑制;干旱所引起的气孔关闭及叶肉对二氧化碳传输导度的下降最先由水力导度下降所触发,随后ABA等逆境激素积累则主要在维持较低气孔和叶肉导度起作用。研究结果提出的叶片内水力导度降低触发气孔关闭,从而导致光合作用受到抑制的新观点将有助于人们进一步理解植物碳同化应答干旱等逆境的机制,为未来作物的抗逆改良提供指导。

2017级硕士研究生王笑笑和杜婷婷为论文共同第一作者,熊栋梁博士为通讯作者。研究得到国家自然科学基金和教育部长江学者和创新团队发展计划等支持。


【全文链接】: https://doi.org/10.1093/jxb/ery188





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