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      科學家揭穿了與作物耐寒性的潛在聯(lián)系
      
			
      
				2019-03-07 11:27:10
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			  來源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      當氣溫下降時，促進植物生長和產量的酶Rubisco變得遲緩。許多作物通過生產更多的Rubisco來彌補; 然而，科學家推測，一些作物的葉子可能缺乏空間來促進這種酶的產生，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(fā)現(xiàn)這些作物遠未達到其光合作用潛力。
      

      科學家揭穿了與作物耐寒性的潛在聯(lián)系
      

      植物科學家們知道大豆，大米和其他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 - 利用葉肉細胞生物化學地將二氧化碳泵入其內部細胞，稱為束鞘，其中Rubisco所處的二氧化碳濃度是大氣水平的十倍。更多的二氧化碳使Rubisco更有效率。
      

      “但是通過將酶分離到葉子的一部分，是否有足夠的空間容納較低溫度下需要的大量Rubisco?” 伊利諾伊州Carl R. Woese基因組生物學研究所Ikenberry Endowed大學作物科學和植物生物學主席Stephen Long說。
      

      該研究發(fā)表在“實驗植物學雜志”上，測量了Rubisco保持葉綠體的體積，這些葉綠體存在于玉米，甘蔗以及耐寒芒草的束鞘中。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在低溫下進行光合作用。奇怪的是，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聯(lián)系。
      

      “然而這些植物仍無法達到其最大潛在能量輸出，”伊利諾伊州博士后研究員，主要作者查爾斯皮尼翁說，他的工作得到了愛德華威廉和簡馬爾古塞爾的捐贈支持。“現(xiàn)在我們已經排除了空間作為限制因素，我們需要探索其他因素對這些重要作物的耐寒性的影響。”
      

      通過解鎖耐寒性的關鍵，植物科學家可以擴大這些作物的種植區(qū)域和季節(jié)，以促進全球的食物和生物能源生產。接下來，研究人員計劃比較芒草品種的耐寒性，以找出重要的差異。
      

      開放獲取的論文“束鞘葉綠體體積可以容納足夠的Rubisco以避免在冷卻過程中限制C4光合作用”由Journal of Experimental Botany發(fā)表。
      
			

			
        
      
			
      
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