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用光遺傳學增加植物氣孔的反應速度可促進植物的生長并保持水分

用光遺傳學增加植物氣孔的反應速度可促進植物的生長并保持水分,該技術可用于提高作物產量。

用光遺傳學增加植物氣孔的反應速度可促進植物的生長并保持水分,該技術可用于提高作物產量。

(神秘的地球uux.cn報道)據EurekAlert!:新的研究披露,通過在芥子植物的氣孔中引入一種特別的離子通道,研究人員研發了一種加速芥子植物葉子中氣孔反應速度的新方法。該用光遺傳學增強植物中的反應速度加快的氣孔可提高其光合作用和水利用的效率,令在典型的光照波動的戶外生長條件中的植物生物質產量提高兩倍以上。

氣孔是分布在植物葉子表面的細孔,它能通過對環境作出開與關的反應來調節用于光合作用的CO2的攝取和水分蒸發。然而,這些雙重作用常常是互為對立而且運作是以損及對方為代價的。盡管氣孔開放或能讓植物吸收大量的碳進行光合作用,但它會以失水增加為代價。更重要的是,氣孔對環境改變做出反應的速度緩慢。在自然光波動(例如因云層的通過)的環境中,氣孔開放或關閉的時間會比需要的時間更長。其結果是,光合作用通常沒有其應該有的功效而且植物會失去過多的水分。因此,規避碳:水交換的能力可能為改善作物生產力提供一種看好的途徑。

為了解決這一難題,Maria Papanatsiou和同事應用光遺傳學工具BLINK1(藍光誘導的K+通道-1)在芥子植物擬南芥氣孔中構建一種特別的離子通道。據Papanatsiou等披露,該離子通道可通過與藍光接觸而激活,它會導致氣孔更快地開放或關閉。據研究結果披露,該氣孔反應速度的加快能在不以CO2攝取為代價的情況下提高擬南芥的用水功效。




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