原文以Phenotypic variation in photosynthetic traits in wheat grown under field versus glasshouse conditions 為標題發(fā)表在Journal of Experimental Botany上
作者 | Cristina R.G. Sales等
小麥為人類(lèi)提供了超過(guò)20%的卡路里和蛋白質(zhì)。據估算,遺傳增益(Genetic Gain)必須以每年 2.4% 的增速才能滿(mǎn)足預期需求。
之前的遺傳增益研究多關(guān)注收獲指數——Harvest Index(HI),但研究者們普遍認為,收獲指數HI繼續大幅增加的可能性很小。因此,如何提高作物的光合生物總量是未來(lái)的發(fā)展方向。
光合作用是作物生產(chǎn)的驅動(dòng)力,提高光能轉化效率是研究重點(diǎn)。2022年3月,在Journal of Experimental Botany期刊上發(fā)表的一篇文章中,英國Lancaster University和University of Cambridge等機構的研究者們,以春小麥(Triticum aestivum L.)為研究對象。他們在田間條件下,使用PStails Wheat Panel,構建了小麥的光合作用多樣性。他們選擇田間差異顯著(zhù)的兩組樣品,在溫室條件下進(jìn)一步研究。
作為溫室內研究的一部分,研究者們使用兩臺 LI-6800高級光合熒光測量系統,對兩組小麥的光合氣體交換以及葉綠素熒光參數進(jìn)行了測量。
結果發(fā)現,兩組田間性狀差異顯著(zhù)的樣品,在室內條件下的光合等數據差異很小。
因此,研究者們建議,在育種時(shí),需充分考慮作物性狀與田間環(huán)境因素動(dòng)態(tài)變化的復雜互作。當為某種具體田間環(huán)境育種時(shí),應盡量保持溫室與田間關(guān)鍵環(huán)境條件的一致。
在抽穗期,選擇小麥的旗葉進(jìn)行測量,包括A-Ci二氧化碳響應曲線(xiàn)和實(shí)際光化學(xué)量子效率ΦPSII。使用LI-6800的控溫功能,葉溫Tleaf 維持在 25°C,飽和水汽壓虧缺VPD維持在~1.3 kPa,光合有效輻射PAR 控制在1500 μmol m–2 s–1,流速Flow為 500 μmol s–1。葉室閉合后,參比腔室CO2濃度控制為43 Pa CO2_r;誘導至穩定后,樣品腔室中的 CO2 濃度 CO2_s大約穩定在 40.6 ± 2.8 Pa,接近當前大氣CO2的平均濃度 41 Pa。A-Ci曲線(xiàn)的測量順序為:CO2_r 下降至 35、27、20、15 和 5 Pa,之后增加到43, 48, 53, 58, 63, 68, 73, 79, 85, 95 Pa。最短等待時(shí)間為60s,最長(cháng)等待時(shí)間120s。
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原文中的主要數據圖表