原文以 Drought exerts a greater influence than growth temperature on the temperature response of leaf day respiration in wheat(Triticum aestivum)

為標題發(fā)表在Plant, Cell and Environment上

作者 | Liang Fang等

研究者們評估了控水控溫條件下，小麥葉片日間呼吸 (Rd) 的溫度響應。

“

植物的呼吸作用（Respiration）是一個消耗糖類和氧氣，產生CO2和水，并釋放能量以維持植物正常代謝和生理功能的過程。它不僅與植物的凈碳收益密切相關，而且關乎整個生態(tài)系統(tǒng)的碳流（Carbon Efflux）。

與葉片在黑暗條件下的呼吸Rdk不同，葉片日間呼吸（Respiration in the Daytime，Rd）發(fā)生在白天有光照的條件下，并且與其他生理過程同時發(fā)生，如光合作用，光呼吸等。 

有關如何量化Rd的探討持續(xù)了幾十年。但是，人們對于使用哪種方法好，仍然沒有定論。Rd的直接測量通常在實驗室中進行，需要復雜的設備。Rd的間接估算需要來自便攜式光合作用測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。

實驗 1 是水分控制實驗，對兩種基因型小麥施加充足的水分供應和干旱脅迫處理；實驗2是增加溫度控制，將高 (HT)、中 (MT) 和低 (LT) 生長溫度結合兩種水分控制一起施加。 

在每種處理、6個葉片溫度 (Tleaf) 下同時進行氣體交換和葉綠素熒光測量。使用Yin方法創(chuàng)造非光呼吸條件，結合非直角雙曲線擬合方法，估算葉片日間呼吸Rd。

兩種基因型小麥對生長和測量條件的反應類似。非光呼吸條件下的 Rd 通常高于有光呼吸條件下的 Rd，但兩種條件下的Rd對葉片溫度 Tleaf 改變的響應差別不大。

在水分充足條件下，Rd 及其對溫度的敏感性表現(xiàn)為，LT略適應， HT不適應。 

Rd 的溫度敏感性受到干旱的明顯yi制，yi制程度因生長溫度而異。

因此，有必要量化干旱和生長溫度之間的相互作用，以便更可靠的模擬氣候變化情景下，作物葉片實際的Rd。

另外，數(shù)據(jù)還表明，目前主流估算葉片日間呼吸 Rd 的方法之一，Kok法，會明顯低估 Rd。

使用LI-6800便攜式光合作用測量系統(tǒng)，對小麥旗葉同時進行氣體交換和葉綠素熒光參數(shù)的測量。

干旱處理后 10 天，選擇小麥旗葉，葉片溫度Tleaf從15°C 到 40°C，間隔 5°C設置實驗梯度（EXP2020 中的 LT 植物，Tleaf 從 12°C 到35°C）。

對 EXP2019 中的所有植物以及 EXP2020 中的 HT 和 MT 處理的植物，測量期間，將 LI-6800 和實驗植物一起移至人工氣候室，以實現(xiàn)所需的Tleaf控制。

葉室的 VPD 隨Tleaf 的增加而增加，從 15°C 時的1.0 kPa至40°C的 3.0 kPa。

對于 EXP2020 中的 LT 處理，VPD 變化范圍是：12°C 時的 1.0 kPa至35°C 時的2.5 kPa。

在同一葉片上測量葉片的光響應曲線，設置兩種實驗條件：有光呼吸存在（PR）,即 21% O2 結合400 ppm CO2 和 無光呼吸存在（NPR），即 2% O2 與1000 ppm CO2。

光強設置為200、150、120、90、60、40 和0 μmol m-2 s-1（0 μmol m-2 s-1 時的 A 值是暗呼吸速率 Rdk。

在每個光強下，使用1 – Fs/F'm （Genty et al.,1989）確定光系統(tǒng)II實際光化學量子效率。其中 Fs 是穩(wěn)態(tài)熒光，使用Loriaux 等人（2013）中的多相閃光技術確定光下Z大熒光值F'm 。