從遮蔭到見(jiàn)光，由于小麥葉片光適應(yīng)速度慢，這可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)潛力下降21%
小麥?zhǔn)侨祟惪芍苯荧@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，滿足人類對(duì)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(wěn)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(qiáng)經(jīng)常會(huì)發(fā)生改變。因此，作物葉片光合作用效率適應(yīng)光強(qiáng)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(duì)一天中光環(huán)境的間斷性改變能夠快速適應(yīng)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(diào)整速度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由遮蔭轉(zhuǎn)到光下，葉片大約需要15min的時(shí)間來(lái)重新達(dá)到最佳光合狀態(tài)。原位二氧化碳響應(yīng)曲線顯示，這個(gè)調(diào)整過(guò)程最初受到C3光合作用原初羧化反應(yīng)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(cè)量系統(tǒng)
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(dǎo)過(guò)程的調(diào)整速度。對(duì)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(cè)量及預(yù)測(cè)，結(jié)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(jié)論是，從遮蔭到見(jiàn)光，由于小麥葉片光適應(yīng)速度慢，這可能會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)潛力下降21%。
[1] “綠色革命”一詞，最初只是指一種農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣。20世紀(jì)60年代某些西方發(fā)達(dá)國(guó)家將高產(chǎn)谷物品種和農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣到亞洲、非洲和南美洲的部分地區(qū)，促使其糧食增產(chǎn)的一項(xiàng)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(biāo)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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