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科學家揭穿了與作物耐寒性的潛在聯系

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-11-05瀏覽次數:657

當溫度下降時,為植物生長和產量提供動力的酶Rubisco變得暗淡無光。許多作物彌補了更多Rubisco的產量;然而,科學家推測,一些作物可能缺乏葉子促進這種酶產生的空間,使它們更容易受寒。伊利諾伊大學和麻省理工學院的一項新研究駁斥了這一理論,但發現這些作物遠未達到其光合作用潛力。

植物科學家知道,大豆,水稻和其他C3作物的葉子中還有額外的Rubisco空間。然而,C4作物 - 如玉米和甘蔗 - 使用葉肉細胞將二氧化碳生物化學泵入其內部細胞,稱為束鞘,其中Rubisco的二氧化碳濃度比大氣水平高十倍。更多的二氧化碳使Rubisco更有效率。

“但是,通過將酶分離成葉子的一部分,是否有足夠的空間容納較低溫度下需要的大量Rubisco?”斯蒂芬斯蒂芬,Ikenberry Endowed大學作物科學與植物生物學總裁,Carl R. Woese Institute對于基因組生物學,Illinois Long說。

該研究發表在實驗植物學雜志上,測量了Rubisco中葉綠體的體積,這些葉綠體存在于玉米,甘蔗和耐寒草的鞘中。該小組得出結論,這些C4作物的葉綠體體積足以容納足夠的Rubisco用于低溫下的光合作用。令人驚訝的是,芒草具有最小的葉綠體,表明葉綠體體積與耐寒性之間沒有相關性。

“然而,這些植物仍然無法達到其最大潛在的能量輸出,”伊利諾斯州博士后研究員查爾斯皮尼翁說,他的工作得到了愛德華威廉和簡馬古塞爾捐贈的支持。 “現在我們已將空間排除在限制因素之外,我們需要探索其他因素對這些重要作物耐寒性的影響。”

通過解開耐寒性的關鍵,植物科學家可以擴大這些作物的種植面積和季節,以促進全球食品和生物能源的生產。接下來,研究人員計劃比較芒草屬植物的耐寒性,以確定重要的差異。

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