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      如何精準測量得到C4植物的二氧化碳補償點?

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2016-12-10 10:31:02 點擊數:1182 使用提問 咨詢價格

      模型豈如實測,如何精準測量得到C4植物的二氧化碳補償點?

          當前,人類對于食物和燃料的需求與日俱增。作為植物學家,一個重要的課題就是如何提高作物產量。有研究表明,在低CO2濃度條件下,C4植物通過主動增加維管束鞘細胞內CO2的濃度,阻礙氧化作用,有效增強了羧化效率。因此,C4植物具有比C3植物更低的CO2補償點。典型C4植物的CO2補償點一般≤10ppm;而C3植物的CO2補償點介于 40 至 50 ppm之間 (Lambers et al., 2006; von Caemmerer, 2000)。

         葉片光合作用的生化模型,是理解植物光合作用對氣候變化響應的重要工具。如何準確量化生化模型中的關鍵參數意義重大。目前,對C3植物來說,葉片光合作用對CO2濃度響應的模型很多 (Baly,1935; Farquhar et al., 1980; Watling et al., 2000),其中以 Farquhar等(1980)建立的生化模型廣泛應用于植物生理生態學的相關領域中。目前, 應用最為廣泛模型是Michaelis-Menten和直角雙曲線模型。而對C4植物來說,一般可根據低CO2濃度(≤50ppm)下的凈光合速率線性回歸計算得到。

          應用已有模型,對諸如葉片CO2補償點的估算是否可靠,除了模型本身,還依賴于儀器對于葉室內多個環境因素的精準穩定控制。

      CO2響應曲線
      通過對葉室條件的控制,植物光合作用只對胞間CO2濃度變化進行響應,
      而不會受到其他非相關變量的影響(n=3;±平均值標準誤)。

          LI-6800新一代光合作用全自動測量系統可以在0-2000ppm范圍內,精確控制葉室內CO2濃度。特別是在控制低CO2濃度時,面臨的一個難題是,由于葉室內外的CO2濃度梯度大(如葉室內控制1ppmCO2,葉室外環境400ppm),CO2的向內擴散(Diffusion)很難避免。但LI-6800光合儀獨有的葉室內部適當增壓技術解決了這個問題。

      LI-6800獨有的葉室內部適當增壓技術

          這樣,在A-Ci曲線測量時,可以在植物CO2補償點附近進行多點精準測量,最終可以獲得可靠的CO2補償點。

      光合對CO2濃度的響應曲線可以為我們提供關于植物光合生化限制的信息。

      光合對CO2濃度的響應曲線可以為我們提供關于植物光合生化限制的信息。

       

      參考文獻

      Lambers, H., Chapin III, F. S. & Pons, T. L. (2006) Plant Physiological Ecology. Springer Science+Business Media,LLC, New York.

      von Caemmerer, S. (2000) Biochemical Models of Leaf Photosynthesis. Techniques in Plant Science. CSIRO Publishing, Collingwood, VIC, Australia.

      Baly EC. 1935. The kinetics of photosynthesis. Proceedings of Royal Society B (Biology Sciences), 117: 218-239.

      Farquhar GD, Caemmerers S, Berry JA. 1980. A biochemical model of photosynthetic CO2 assimilation in leaves of C3 species. Planta, 149:78-90.

      Watling JR, PressMC, QuickWP. 2000. E leva ted CO2 induces biochemical and ultrastructural changes in leaves of the C4 cereal sorghum. Plant Physiology, 123: 1143-1152.


      Tang Z C. Experimental guide of modern plant physiology[J]. Science Book Concern, Beijing, 1999.



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