近日， 国际知名杂志Plant, Cell & Environment上在线发表了华中农业大学 彭少兵教授领衔的水稻栽培生理团队题为“ Temperature responses of photosynthesis and leaf hydraulic conductance in rice and wheat”的研究论 。 该论 以水稻和小麦为对象，研究了两种作物之间光合作用和叶片水力导度对温度响应的差异与机理。在全球气候变暖的背景下，该研究为提高作物抗高温胁迫的能力提供了重要的理论依据。
叶片蒸腾速率随着温度的升高而指数升高，植株水力导度必须同步提高才能保持体内的水分平衡，否则就会导致地上部失水和生理生化功能的紊乱。与根系相比，叶片更容易感受环境温度的变化。因此，过去很多人研究了叶片水力导度（ K leaf ）对温度的响应规律，并且发现 K leaf 确实随着温度的升高而增加（Qiu et al., 2017; Zait et al., 2019）。 该团队前期在水稻和小麦中的研究发现，小麦的叶片水势（ Ψ leaf ）随着温度的升高而显著降低，而水稻的 Ψ leaf 对温度不敏感（图1a，Li et al., 2020），这表明水稻和小麦之间 K leaf 对温度的响应规律可能不同。 因此，深入研究不同作物之间 K leaf 对温度响应规律的差异与机理对于提高作物抗高温胁迫的能力具有重要的意义。
该论 通过研究不同温度下水稻和小麦的 K leaf 对温度的响应规律发现，水稻的 K leaf 对温度不敏感，而小麦的 K leaf 随着温度的升高而显著降低（图1b）。 由于叶片水力导度对水势非常敏感，因此课题组通过短期干旱胁迫的方式研究了两个温度下（20和35 o C） K leaf 和 Ψ leaf 的关系，发现在相同的 Ψ leaf 条件下小麦的 K leaf 对温度也不敏感（图1c和d），这表明水稻和小麦之间 K leaf 对温度响应规律的差异与 Ψ leaf 对温度响应规律的不同有关。 随后，该团队又研究了水稻和小麦之间导管发育等叶片形态结构，发现小麦叶片大导管的发育明显较水稻细（图2），这可能是导致这两种作物之间 K leaf 与 Ψ leaf 对温度响应不同的根本原因。
同时，该论 还研究了不同温度下光合作用限制因素的差异，分析了不同温度下叶肉导度和 K leaf 之间的关系，并且系统讨论了叶肉导度和 K leaf 对温度响应的规律和机理。
图1 不同温度下水稻和小麦叶片水势（Ψ leaf ）和叶片水力导度（K leaf ）对温度的响应规律
图2 水稻（Shanyou 63）和小麦（Yannong 19）叶片的横切结构
全 链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13743
参考 献：
Li Y, Song X, Li S, Salter WT, Barbour MM. 2020. The role of leaf water potential in the temperature response of mesophyll conductance. New Phytologist 225: 1193-1205.
Qiu C, Ethier G, Pepin S, Dube P, Desjardins Y, Gosselin A. 2017. Persistent negative temperature response of mesophyll conductance in red raspberry (Rubus idaeus L.) leaves under both high and low vapour pressure deficits: a role for abscisic acid? Plant, Cell & Environment 40: 1940-1959.
Zait Y, Shtein I, Schwartz A. 2019. Long-term acclimation to drought, salinity and temperature in the thermophilic tree Ziziphus spina-christi: revealing different tradeoffs between mesophyll and stomatal conductance. Tree Physiology 39: 701-716.
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