比较野生稻和驯化稻的光合差异

导读2022年1月12日整理发布:虽然这些特征在野外很有帮助,因为它们可以遮蔽竞争对手,但它们在农业环境中是不利的,并且可能导致产量降低。通

2022年1月12日整理发布:虽然这些特征在野外很有帮助,因为它们可以遮蔽竞争对手,但它们在农业环境中是不利的,并且可能导致产量降低。通过驯化和育种,许多水稻品种被选为短而直立、角度陡峭的水稻品种,这样可以更好地通过冠层进行光分布。尽管有这些改进,但分布并不均匀,并受到风和云量变化的影响。

“以前,研究人员主要关注持续高光下的光合作用。然而,当你在田间时,植物总是处于动态条件下,由于云层、覆盖的叶子在风中移动和间歇性阴影,叶子很少处于持续光照状态由太阳运动引起的,”本文的第一作者 Liana Acevedo-Siaca 说,他在进行这项工作时是 Long 实验室的研究生。“此外,其他研究人员只在光合作用诱导的背景下研究了驯化水稻。我们想将它们与它们的祖先进行比较,看看随着时间的推移发生了什么变化。”

当光环境从阴凉处变为阳光并返回时,叶子中会发生几种光合作用变化。在从低光到高光的转换过程中,叶子开始吸收更多的二氧化碳进行光合作用,这一过程称为光合作用诱导。在一个田地里,这个过程每天发生几次,由于光合作用的调整不是立即的,它会降低一天和一个生长季节的光合作用性能。相反,在从高光到低光的转换过程中,气孔——二氧化碳、水蒸气和氧气通过的叶片中的微小开口——可能关闭得太慢,导致不必要的水分流失。

为了比较野生稻和O. sativa之间的二氧化碳吸收和气孔水分流失,Acevedo-Siaca 在菲律宾国际水稻研究所的一个开放式温室温室中种植了这些植物。她使用红外气体分析仪控制光照水平以模拟在天然作物冠层中看到的一些光波动,并测量了叶子吸收了多少二氧化碳。

“我们看到,虽然野生稻物种的光合作用诱导要快得多,但驯化物种关闭气孔的速度要快得多,从而减少了水分流失,”Acevedo-Siaca 说。“有可能因为O. rufipogon和O. nivara在更多样化的生态系统中生长,可能会有更多的光竞争,因此更有动力快速响应环境变化。”

“我们发现波动光的光合作用存在差异,这些差异在之前大多数研究中使用的恒定高光条件下没有反映出来。尽管研究规模很小,但我们希望我们的结果表明更大的趋势”阿塞维多-西亚卡说。“在冠层的不同水平上表征光合诱导将为未来的研究提供信息,因为从理论上讲,更适应低光照条件的叶子将与高光照条件下的叶子反应不同。”