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      文獻速遞 | 關于“提升作物的光合作用效率”

      來源:北京力高泰科技有限公司 發布時間:2017-12-08 10:34:14 點擊數:1492 使用提問 咨詢價格

      從遮蔭到見光,由于小麥葉片光適應速度慢,這可能會導致生產潛力下降21% 
       

      小麥是人類可直接獲取卡路里的第二大食物來源。“綠色革命”[1]期間,其產量曾有過大幅提高。但之后,試圖通過基因改造來提升產量的努力進展不快。為進一步提高產量,滿足人類對糧食的需求,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,葉片接受的光強經常會發生改變。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量的一個最重要因素。旗葉(Flag Leaf)是小麥重要的光合碳固定場所,它和籽粒的灌漿過程密切相關。研究者們的興趣點是,旗葉對一天中光環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)

       芒(Awns)、穗(Spike)、旗葉(Flag leaf)、葉舌(Ligule)圖片來源:https://ohioline.osu.edu/factsheet/agf-126

       
      該研究著重分析了旗葉在從遮蔭到見光過程中,光合作用效率的調整速度。結果發現,由遮蔭轉到光下,葉片大約需要15min的時間來重新達到最佳光合狀態。原位二氧化碳響應曲線顯示,這個調整過程最初受到C3光合作用原初羧化反應Rubisco酶活性的限制。之后,會受到葉片氣孔行為的影響。

       
      LI-6800光合儀
      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,不會影響光誘導過程的調整速度。對光下Rubisco活性動力學過程以及遮蔭后的失活過程進行了測量及預測,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程。結論是,從遮蔭到見光,由于小麥葉片光適應速度慢,這可能會導致生產潛力下降21%。
        
      [1] “綠色革命”一詞,最初只是指一種農業技術推廣。20世紀60年代某些西方發達國家將高產谷物品種和農業技術推廣到亞洲、非洲和南美洲的部分地區,促使其糧食增產的一項技術改革活動。來源: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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