科学家现在可以实时观察植物“呼吸”

植物不断地平衡吸收二氧化碳和通过微小的叶孔流失水分,但观察这一过程的展开长期以来一直是一个挑战。数百年来,科学家们已经了解到,植物通过叶子上称为气孔的微小开口与空气交换气体。这些微观结构调节着微妙的权衡,允许[...]

来源:SciTech日报

植物不断地平衡吸收二氧化碳和通过微小的叶孔流失水分,但观察这一过程的展开长期以来一直是一个挑战。

数百年来,科学家们已经了解到,植物通过叶子上称为气孔的微小开口与空气交换气体。这些微观结构调节着微妙的权衡,允许二氧化碳进入光合作用,同时允许水蒸气逸入大气中。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员现已创建了一种先进的工具,可以在精确控制周围环境的同时观察和测量这种平衡行为的发生。

这项发表在《植物生理学》杂志上的研究描述了一种名为“Stomata In-Sight”的新系统。该技术能够跟踪气孔的微小运动,同时记录同时流入和流出叶子的气体量,从而解决了植物科学中持续存在的挑战。

气孔(Stomata),其名字来源于希腊语中的“嘴”,在全世界农业中发挥着核心作用。打开这些毛孔可以让植物吸收生长所需的碳,但也会增加水分流失。因此,了解气孔的数量及其行为如何影响气体交换的效率对于开发更有效地利用水并能够在干旱条件下继续生产粮食、生物燃料和生物产品的作物至关重要。

“传统上,我们必须在观察气孔或测量其功能之间做出选择,”研究团队解释道。

早期的技术通常依赖于制作叶子印模(例如取牙模),这只能提供单个时刻的时间,或者依赖于无法控制叶子周围环境条件的传统显微镜。

这种限制很重要,因为气孔对光线、温度、湿度和其他环境因素的变化做出快速反应。