上海生科院解析葉片葉肉導度的物理及分子機制

葉肉導度用於表徵二氧化碳從氣孔下腔進入到葉綠體直至被Rubisco固定這一路徑的阻力，是限制葉片葉綠體中二氧化碳濃度，進而影響葉片光合速率的重要生理參數。葉肉導度是繼氣孔導度、光合作用生化限制之後的第三大限制光合效率的重要因素。由於提高葉肉導度可以同時提高葉片水分及光能利用效率，因此其成為光合作用改良的重要靶標。理論上講，葉肉導度作為一個物理參數，不應受到外界環境影響。然而，實際測量中發現其隨光線及CO2變化而變化，而且在不同植物中呈現不同變化趨勢。準確解析葉肉導度的物理及分子機制，並闡明其對環境響應的機理，是當前葉肉導度基礎及應用研究中的重大課題。

科學院上海生命科學研究院植物生理生態研究所朱新廣研究組於7月25日在《植物、細胞與環境》（Plant， Cell & Environment）上在線發表了題為Components of Mesophyll Resistance and Their Environmental Responses： A Theoretical Modeling Analysis 的科研成果。該工作通過建立水稻葉片結構的三維重建，精確模擬了光和CO2在葉片內部的物理傳播和生化反應過程。研究發現，葉肉導度受四個因素控制：葉片內部光合特性的異質性、呼吸及光呼吸速率、葉綠體被膜對碳酸氫根的通透性、細胞質及葉綠體基質中的碳酸酐酶催化的CO2水化反應。該工作除了發展了精細的三維反應擴散模型之外，同時還發展了葉肉導度解析模型，為開展葉肉導度的生理、生態及機理研究提供了理論工具。

該研究工作由朱新廣研究組博士肖怡完成。該研究得到了自然科學基金委、科技部、中科院先導專項及蓋茨基金會項目等的資助。

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