原文以 Evolution of stomatal closure to optimize water-use efficiency in response to dehydration in ferns and seed plants 為標題發(fā)表在New Phytologist(IF=8.512)上。
作者 | Yu-Jie Yang , Min-Hui Bi , Zheng-Fei Nie 等
翻譯 | 子毅
植物通過(guò)氣孔調控葉片水分利用效率WUE。研究發(fā)現,不同維管束植物的氣孔調控方式存在差別。
研究者以4種蕨類(lèi)植物和9種種子植物為對象,比較了其在干旱脅迫加劇過(guò)程中的氣體交換參數。研究者把這些數據和前人研究過(guò)的339種植物的數據進(jìn)行了整合分析。
在充分灌溉條件下,被子植物的氣孔導度gsw最大值更高,存在過(guò)度開(kāi)張(Excessive Stomatal Opening)現象。干旱脅迫引發(fā)脫落酸(Abscisic Acid)濃度增加,氣孔導度gsw迅速下降,水分利用效率WUE上升。
而蕨類(lèi)植物,氣孔不存在過(guò)度開(kāi)張(Excessive Stomatal Opening)現象。當干旱發(fā)生時(shí),氣孔關(guān)閉緩慢,水分利用效率WUE保持了穩定。
因此,種子植物在應對干旱脅迫時(shí),展現出比蕨類(lèi)植物更強的水分利用能力,從而更具進(jìn)化優(yōu)勢。
LI-6400光合作用測量系統在本研究中的作用
LI-6400光合作用測量系統(Li-Cor, Lincoln, NE, USA)
使用LI-6400光合作用測量系統(Li-Cor,Lincoln,NE,USA)測量葉片的凈光合速率A、蒸騰速率E和氣孔導度 gsw。該系統使用6400-02B紅藍光源控制光強。實(shí)驗時(shí)間為早晨。葉室溫度控制為22℃,環(huán)境CO2濃度控制為400ppm,飽和水汽壓虧缺VPD維持在1.1-1.4 kPa,流速控制為400 ml min-1。測試植物葉片,均在1200 μmol m-2 s-1光強下進(jìn)行測量,兩種陰生蕨類(lèi)植物(P. neolobatum and C. intermedia),測試光強設置為 400 μmol m-2s-1。根據Fischer和Turner (1978)文獻中的公式計算WUEins (A/E),根據Gago等(2014)文獻中的公式結算WUEi (A/gsw)。
原文中的主要數據圖