植物在夜晚释放蒸汽:解决夜间水分流失之谜
植物科学家们获得了资金,以探索小麦为何在夜间失水,并开发新方法,帮助种植者鉴别和培育在全球气温升高下保持产量的植物。
白天,植物通过叶子上的微小气孔蒸发水分。这些气孔在阳光下打开,冷却叶子并允许CO2进入进行光合作用。然而,人们发现气孔可以保持在夜间开启,导致水分流失,但没有光合作用所需的CO2吸收。
发现这一现象的原因至关重要,因为气候变化和全球人口增长迫使农民种植出产量更高、耗水更少的作物。由诺丁汉大学领导的这一新项目将通过发现具有提高水分利用效率和耐高温特性的小麦特征,来解决这一问题。
小麦是世界上最广泛种植的谷物作物,有超过35%的人类依赖它作为主要食物来源。不断增长的人口和对土地使用的压力意味着继续提高小麦的“遗传增益”是持续需要的。这些年度产量增益越来越受到日益上升的大气温度和因气候变化导致的降低水量供应的双重影响的威胁。易受影响的小麦生产地区,包括墨西哥,面临着如果小麦产量因不利温度或水量供应问题下降或失败而导致的生产力和经济困难。
提高水分利用效率
该项目团队,包括诺丁汉大学的博士后研究员Lorna McAusland,与墨西哥西北部(索诺拉技术学院)的合作小麦研究人员和诺里奇的欧尔厄姆研究所(Anthony Hall教授)将产生新的遗传和生理信息,这种信息是提高小麦在墨西哥西北地区水分利用效率和耐热性所必需的。高温和水量供应之间存在明显的负相关关系。温度还是植物和农作物过程的调节器,对发育和生长的调节至关重要。高温可以成为主要的应激源,影响许多植物过程,包括光合作用、呼吸、光呼吸以及有害活性氧的生成。
Murchie教授继续说:“在墨西哥,水对小麦产量至关重要,有多达84%小麦需要灌溉。强有力的证据显示,墨西哥西北部白天平均气温正在迅速升高。然而,人们也越来越清楚,最低(夜间)温度对谷物产量的影响。尽管如此,多数工作都集中在白天温度的影响上,却很少有关于夜间特征及其基因调控的了解。我们现在专注于夜间水分流失之谜及其与逐渐升高的夜间温度之间的关系。该项目将立即对该地区的种植者有益,并对“气候适应”农业和当地经济做出巨大贡献。”
【故事来源:更多信息请联系诺丁汉大学Erik Murchie教授- erik.murchie@nottingham.ac.uk】
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