较高的环境湿度会调节银桦（Betula pendula）中水通道蛋白的表达，并影响叶片的水力效率

《New Phytologist》：Elevated environmental humidity modulates aquaporin expression and impacts leaf hydraulic efficiency in silver birch (Betula pendula)

气候变化下高纬度树木水力学响应及调控机制研究。通过空气湿化与土壤灌溉模拟，发现银桦叶片液压效率显著降低，但水通道蛋白（AQP）表达存在环境源差异：大气湿度诱导AQP下调，土壤湿润则激活其转录。气孔对水汽压亏敏感性同步减弱，揭示树木在非应力条件下通过液压可塑性和AQP动态调控实现水分策略转变，为森林气候适应评估提供新视角。

　　

摘要

• 预计气候变化将增加高纬度地区的环境湿度，但其对树木水分运输机制的影响仍不甚明了。我们在自由空气湿度控制实验中研究了空气相对湿度的升高和土壤水分的增加如何影响银桦（Betula pendula）的水分关系、气体交换以及水通道蛋白（AQP）的表达。
• 我们采用了空气加湿和土壤灌溉处理方法，并测量了叶片的水力传导性、气体交换参数以及叶片中的AQP转录水平，以评估其生理和分子响应。
• 这两种处理方法都显著降低了叶片的水力效率，即叶片输送液态水的能力。然而，AQP的表达却呈现出不同的变化：空气加湿降低了大多数AQP基因的转录水平，而土壤灌溉则提高了这些基因的转录水平。尽管发生了这些变化，气体交换仍然保持稳定，但两种处理条件下叶片对蒸气压缺口的敏感性均有所下降。
• 我们的研究结果表明，AQP对大气湿度和土壤湿度的响应存在不同的调节机制，但最终导致了相似的生理结果。在非胁迫条件下，叶片对蒸气压缺口的敏感性降低以及水力性能与光合活动之间的脱钩表明树木的水分利用策略发生了变化，同时也凸显了银桦（B. pendula）显著的水力可塑性。这些结果对于预测未来气候情景下树木和森林的恢复力具有重要意义，因为在极端天气事件中，湿度的增加可能会影响树木的水分安全性和水分利用调节能力。