张旺锋教授研究团队阐明棉花苞叶解剖结构决定内部CO2扩散对光合能力的限制

张旺锋教授研究团队阐明棉花苞叶解剖结构决定内部CO₂扩散对光合能力的限制

2018年8月14日，著名期刊JournalofExperimentalBotany在线发表了石河子大学农学院绿洲生态农业重点实验室张旺锋教授“棉花高产优质栽培理论与技术”团队题为“Mesophyll conductance in cotton bracts: anatomically-determined internal CO₂ diffusion constraints on photosynthesis”的研究论文；该论文的第一作者是韩吉梅博士研究生，通讯作者是张亚黎教授。简介如下。

除叶片之外，植物的非叶绿色器官也存在光合能力并贡献于陆地碳平衡。尽管大量文章报道叶肉导度是影响叶片光合能力的重要因素，但至今未知非叶绿色器官叶肉导度对光合能力的贡献。论文以棉花的叶片和苞叶为研究对象，从解剖结构角度出发，通过比较叶片栅栏组织、海绵组织和苞叶器官组织的解剖结构差异，证实苞叶光合能力也受到与气孔限制和生化限制同等量级的叶肉限制。与叶片栅栏组织相比，海绵组织和苞叶组织结构拥有较大的细胞间隙、较小的叶绿体和较少的面向细胞间隙的叶绿体面积，因此两者叶肉导度显著低于叶片栅栏组织；尽管苞叶的细胞壁厚度显著高于叶片海绵组织，但叶绿体解剖特性细微差异的积累效应补偿了较厚细胞壁对叶肉导度的负面影响。论文首次表明棉花叶片栅栏组织、海绵组织以及苞叶组织的叶肉导度对光合能力的限制性影响。研究结果为未来通过改造光合作用提高作物的光合生产力提供了新的视角。

                      棉花苞叶（左）和正常叶片（右）                  

                                正常环境下棉花叶片和苞叶的光合限制

叶片和苞叶栅栏组织、海绵组织的叶肉导度

棉花叶片和苞叶的光镜和电镜分析

来源：

 Jimei Han, Zhangying Lei, Jaume Flexas, Yujie Zhang, Marc Carriquí, Wangfeng Zhang, Yali Zhang; Mesophyll conductance in cotton bracts: anatomically-determined internal CO₂ diffusion constraints on photosynthesis, Journal of 

Experimental Botany, , ery296, https://doi.org/10.1093/jxb/ery296