從遮蔭到見(jiàn)光，由于小麥葉片光適應速度慢，這可能會(huì )導致生產(chǎn)潛力下降21%
小麥是人類(lèi)可直接獲取卡路里的第二大食物來(lái)源。“綠色革命”[1]期間，其產(chǎn)量曾有過(guò)大幅提高。但之后，試圖通過(guò)基因改造來(lái)提升產(chǎn)量的努力進(jìn)展不快。為進(jìn)一步提高產(chǎn)量，滿(mǎn)足人類(lèi)對糧食的需求，提升作物的光合作用效率是最重要的可行途徑。
之前，人們通常在穩態(tài)條件下，研究如何提高作物的光合作用效率。而在自然條件下，葉片接受的光強經(jīng)常會(huì )發(fā)生改變。因此，作物葉片光合作用效率適應光強變化的速度是決定其碳同化能力以及產(chǎn)量的一個(gè)最重要因素。旗葉（Flag Leaf）是小麥重要的光合碳固定場(chǎng)所，它和籽粒的灌漿過(guò)程密切相關(guān)。研究者們的興趣點(diǎn)是，旗葉對一天中光環(huán)境的間斷性改變能夠快速適應嗎?
芒（Awns）、穗（Spike）、旗葉（Flag leaf）、葉舌（Ligule）圖片來(lái)源：https://ohioline.osu.edu/factsheet/agf-126
該研究著(zhù)重分析了旗葉在從遮蔭到見(jiàn)光過(guò)程中，光合作用效率的調整速度。結果發(fā)現，由遮蔭轉到光下，葉片大約需要15min的時(shí)間來(lái)重新達到最佳光合狀態(tài)。原位二氧化碳響應曲線(xiàn)顯示，這個(gè)調整過(guò)程最初受到C3光合作用原初羧化反應Rubisco酶活性的限制。之后，會(huì )受到葉片氣孔行為的影響。
LI-6800光合-熒光測量系統
除去最初幾秒，光合電子傳遞以及CO2受體分子RuBP的再生，不會(huì )影響光誘導過(guò)程的調整速度。對光下Rubisco活性動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及遮蔭后的失活過(guò)程進(jìn)行了測量及預測，結合冠層輻射模型，模擬了旗葉在一整天中的間斷性遮蔭過(guò)程。結論是，從遮蔭到見(jiàn)光，由于小麥葉片光適應速度慢，這可能會(huì )導致生產(chǎn)潛力下降21%。
[1] “綠色革命”一詞，最初只是指一種農業(yè)技術(shù)推廣。20世紀60年代某些西方發(fā)達國家將高產(chǎn)谷物品種和農業(yè)技術(shù)推廣到亞洲、非洲和南美洲的部分地區，促使其糧食增產(chǎn)的一項技術(shù)改革活動(dòng)。來(lái)源：百度百科。
原文以 Slow induction of photosynthesis on shade to sun transitions in wheat may
cost at least 21% of productivity 為標題發(fā)表在2017年8月14日的 Phil. Trans. R. Soc. B上，原文作者 Taylor SH, Long SP
翻譯：毅
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