我院巩晓颖研究员团队叶片呼吸研究成果在Plant Physiology上发表

发布者:孙杰 发布时间:2022-12-29 浏览次数:10

近日,我院巩晓颖研究员团队在大气CO2浓度对植物呼吸影响方面取得进展,研究成果以"Short- and long-term responses of leaf day respiration to elevated atmospheric CO2"为题发表于国际Top学术期刊Plant PhysiologyIF=8)。2020级硕士研究生孙嫣然为第一作者,巩晓颖研究员为通讯作者,福建师范大学为第一署名单位。本研究得到国家自然科学基金面上项目和重点国际(地区)合作研究项目的资助。

植物呼吸作用与光合作用之间的平衡对于全球碳平衡至关重要。在大气CO2浓度升高的背景下,叶片光合速率以及初级生产力随CO2浓度升高而上升,这被称之为“CO2施肥效应”,但呼吸速率对CO2的响应仍有较大争议。植物叶片的日间(光照下)呼吸速率(RL)通常受光照抑制,低于相同温度黑暗条件下的呼吸速率(RDk)。此外,日间呼吸释放的碳通量巨大,且无法直接测定,对于预测气候变化背景下的全球碳循环过程至关重要。

该研究分析并改进了测定RL的经典方法Kok方法,在现有方法的基础上提出Kok-Cc方法,将Φ2γ的变化纳入考量,利用A vs. γΦ2Iinc的线性关系估算RL Kok-Cc

以小麦(T. aestivum)和向日葵(H. annuus)为研究材料,在410820ppm的长期CO2浓度下培养植物,并在410820ppm的短期CO2浓度下进行气体交换和叶绿素荧光参数测定,分别使用KokKok-PhiKok-Cc方法计算RL。该研究表明,生长环境的长期CO2浓度升高导致RLRDk同步降低,作者推测这是由叶片氮代谢过程的调节引起的。该研究重新审视了Kok方法的理论基础,提出进一步改进的方法,指出KokKok-Phi方法低估了RL,高估了光照对呼吸作用的抑制率。这些结果为准确描述叶片呼吸速率碳循环模型提供了新的思路。


1 生长周期CO2处理(aCO2eCO2)以及测量时的CO2浓度(410820ppm)对3种方法计算的小麦和向日葵叶片RL的影响。


论文链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiac582