在毛地黄(foxglove)的叶片发育过程中,气孔导度是限制光合作用启动的主要因素

《Photosynthesis Research》:Stomatal conductance dominates the limitation of photosynthetic induction across leaf developmental stages in foxglove

【字体: 时间:2025年12月12日 来源:Photosynthesis Research 3.7

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  光合诱导动力学及限制因素分析表明,毛花洋地黄完全展叶(FEL)的净光合速率、羧化能力及碳积累量最高,但不同叶龄诱导达90%速率的时间无显著差异。幼叶(YL)碳损失比例最大,而FEL与老叶(OL)损失相近。限制因素分析显示,气孔因素在YL和OL中占比约70%,FEL中气孔与生化因素贡献更均衡。因未独立测定叶肉导度,FEL生化限制可能被高估。研究证实光合诱导速率与叶龄无关,支持冠层光合模型简化,并为动态补光策略提供依据。

  

摘要

毛地黄(Digitalis purpurea)产生的强心苷被广泛用于心血管治疗。为了提高栽培效率并增加代谢产物的产量,了解光合作用诱导如何随叶片发育阶段变化至关重要。本研究考察了毛地黄幼叶(YL)、完全展开的叶片(FEL)和老叶(OL)在光合作用诱导过程中的光合参数动态变化,并确定了限制光合效率的主要因素。完全展开的叶片表现出最高的净光合速率(A)、碳固定能力(V_cmax)和累积碳量。然而,达到AV_cmax 90%所需的时间在三种叶片类型之间没有显著差异。稳态气孔导度也相当。尽管诱导动力学相似,但幼叶的碳损失比率最高,而完全展开的叶片和老叶的碳损失比率相似。限制分析表明,在幼叶和老叶中,气孔因素是主要限制因素,约占总光合限制的70%,而在完全展开的叶片中,气孔限制和生化限制的贡献更为平衡。由于叶肉导度(g?)没有单独测量,其影响可能被包含在生化成分中,这可能导致对完全展开叶片的生化限制估计过高。不同发育阶段中一致的诱导速度支持简化毛地黄冠层水平光合作用的建模。这些发现还为控制环境下的动态光照策略的开发提供了依据。总之,这些发现强调了气孔调节是光合作用诱导的主要限制因素,从而为提高毛地黄的生产力和强心苷积累提供了生理学基础。

毛地黄(Digitalis purpurea)产生的强心苷被广泛用于心血管治疗。为了提高栽培效率并增加代谢产物的产量,了解光合作用诱导如何随叶片发育阶段变化至关重要。本研究考察了毛地黄幼叶(YL)、完全展开的叶片(FEL)和老叶(OL)在光合作用诱导过程中的光合参数动态变化,并确定了限制光合效率的主要因素。完全展开的叶片表现出最高的净光合速率(A)、碳固定能力(V_cmax)和累积碳量。然而,达到AV_cmax 90%所需的时间在三种叶片类型之间没有显著差异。稳态气孔导度也相当。尽管诱导动力学相似,但幼叶的碳损失比率最高,而完全展开的叶片和老叶的碳损失比率相似。限制分析表明,在幼叶和老叶中,气孔因素是主要限制因素,约占总光合限制的70%,而在完全展开的叶片中,气孔限制和生化限制的贡献更为平衡。由于叶肉导度(g?)没有单独测量,其影响可能被包含在生化成分中,这可能导致对完全展开叶片的生化限制估计过高。不同发育阶段中一致的诱导速度支持简化毛地黄冠层水平光合作用的建模。这些发现还为控制环境下的动态光照策略的开发提供了依据。总之,这些发现强调了气孔调节是光合作用诱导的主要限制因素,从而为提高毛地黄的生产力和强心苷积累提供了生理学基础。

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