教科书又被更新,二氧化碳浓度升高对植物生长的不同影响

【字体: 时间:2022年09月13日 来源:Current Biology

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  大气中二氧化碳含量的增加虽然促进了植物的生长,但也降低了植物的营养价值,这可能对全世界的营养和食品安全产生更大的影响。密歇根州立大学的研究人员发现了一种植物适应气候变化的新方式——这些信息可以用来帮助植物生长强壮,同时保持它们的营养价值。

  
   

An illustration of the differential effect of elevated CO2 on plant growth    

二氧化碳浓度升高对植物生长的不同影响  


虽然大气中二氧化碳含量的增加促进了植物的生长,但也降低了植物的营养价值,这可能对全世界的营养和食品安全产生更大的影响。密歇根州立大学的研究人员发现了一种植物适应气候变化的新方式——这些信息可以用来帮助植物生长强壮,同时保持它们的营养价值。

磷是一种肥料,对植物生长至关重要,但世界范围内磷的储量是有限的。

“我们不能像合成氮那样合成磷,”农业和自然资源学院的助理教授Hatem Rouached说。“我们需要更好地了解植物是如何调节磷来生存的。”

Rouached和他的团队观察到,当植物暴露在高浓度的二氧化碳中时,植物的嫩枝和叶子中的磷水平会下降。

“我们想知道为什么植物没有吸收更多的磷,”Rouached说。“并研究磷水平的下降是否是一种缺陷或适应性反应,以及是否有一种方法来改变这种情况,以确保植物生长并提供营养食物。”

Rouached和他的团队在亚细胞水平上深入挖掘,发现作为对二氧化碳水平增加的适应性反应,植物在叶绿体中避免了过量的磷。叶绿体是光合作用发生的地方,叶绿素在阳光下为植物生长产生养分。磷也是光合作用和为细胞创造能量的重要组成部分。

“我们的发现中真正重要的是,当我们试图迫使植物在叶绿体中加入大量磷时,植物无法生长,”Rouached说。“我们发现,植物中植酸水平的增加需要严格控制,才能让植物在高二氧化碳环境下生长。”研究人员发现,当植酸水平超过一定阈值后,植物就不能生长了。

Rouached说:“这篇论文首次表明,我们迫切需要讨论如何保护植物营养不良免受全球二氧化碳增加的影响。”


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