氣孔較少的水稻需要的水較少更適合氣候變化

一項新的研究顯示，水稻植物的氣孔較少 - 用于氣體交換的微小開口 - 對干旱更具耐受性，對未來的氣候變化具有抵抗力。

謝菲爾德大學的科學家發(fā)現(xiàn)，設(shè)計一種高產(chǎn)水稻品種可降低氣孔密度，有助于作物保存水分，并在高溫和干旱條件下生存。

大部分人類依賴大米作為食物來源，但水稻種植特別是水資源密集型 - 估計每公斤大米產(chǎn)生2,500升水。

然而，全球近一半的稻米作物來自雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，預計干旱和高溫會在氣候變化下變得更加頻繁和破壞。

像大多數(shù)植物一樣，水稻使用稱為氣孔的微孔來調(diào)節(jié)光合作用的二氧化碳吸收，同時通過蒸騰釋放水蒸氣。當水充足時，氣孔開放還允許通過蒸發(fā)冷卻來調(diào)節(jié)植物溫度。在限水干旱條件下，氣孔關(guān)閉通常會減緩水分流失。低氣孔密度的水稻在干旱條件下可以更好地保持水分，因此在必要時還有更多的水可以自行冷卻。

謝菲爾德大學分子生物學和生物技術(shù)系研究助理兼研究首席研究員羅伯特凱恩博士說：“未來預測的水資源供應(yīng)減少，加上極端干旱和高溫事件頻率增加，可能會出現(xiàn)農(nóng)民面臨的特殊挑戰(zhàn) - 造成大量農(nóng)作物損失。

“我們的研究表明，氣孔較少的水稻植物具有耐旱性，并且在水資源利用方面更加保守。這意味著它們在未來氣候變化條件下應(yīng)該表現(xiàn)更好。

“我們發(fā)現(xiàn)，工程化水稻作物的產(chǎn)量相當甚至提高，這意味著它可能會對我們未來的糧食安全產(chǎn)生巨大影響，這將受到氣候變化的威脅。”

這項新研究發(fā)表在新植物學家，并與菲律賓國際水稻研究所合作進行，發(fā)現(xiàn)低氣孔密度的水稻品系只使用了正常水量的60%。

當在大氣二氧化碳濃度升高的情況下生長時，低氣孔密度的水稻植物能夠在干旱和高溫(40攝氏度)下存活的時間長于未改變的植物。

該研究的主要作者，植物分子生物學教授朱莉·格雷說：“氣孔幫助植物調(diào)節(jié)水分利用，因此這項研究可能會對氣候變化帶來風險的其他作物產(chǎn)生重大影響。

“在謝菲爾德大學，我們相信可持續(xù)發(fā)展的未來，并致力于解決最緊迫的全球挑戰(zhàn)。”

這項研究是在謝菲爾德大學的翻譯植物和土壤科學卓越中心進行的，名為P3(植物生產(chǎn)和保護)。

P3涵蓋謝菲爾德廣泛的植物和土壤專業(yè)知識，并利用從基因組到全球大氣層的生物尺度無與倫比的工作能力。

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