2026年03月12日
星期四
近日，安徽农业大学水稻栽培创新团队武立权教授在植物学经典期刊《New Phytologist》在线发表题为“Contrasting effects of high stomatal density on rice photosynthesis and water use efficiency: synergistic enhancement under drought but not under well-watered conditions”的最新研究成果, 首次系统阐明了气孔密度对水稻光合作用和内在水分利用效率的调控作用具有显著的水分条件依赖性，即 高气孔密度在正常供水条件下仅能提高光合速率，无法实现二者的协同改善，但在干旱胁迫下可协同提升水稻光合速率与水分利用效率。该研究为水稻高产抗旱育种提供了重要的理论依据和关键生理靶标。
水稻（Oryza sativa）是全球超半数人口的主食，提升光合效率是突破水稻产量瓶颈的核心策略，而水稻生产又是高耗水农业，亚洲水稻灌溉用水占农业总灌溉水量的 80% 左右。在全球气候变化背景下，水稻主产区干旱事件的频率、强度和持续时间显著增加，如何协同提升水稻的光合作用和水分利用效率，成为保障水稻可持续生产的重要科学难题。气孔作为植物与外界进行气体交换的重要通道，其密度是影响气孔导度、叶肉导度的关键形态学性状，但其如何调控水稻光合和水分利用效率，以及在不同水分条件下的作用机制尚未明确。为此，研究团队以37份气孔密度存在显著差异的栽培水稻品种为研究材料开展盆栽试验，系统测定了正常供水条件下水稻的叶片形态解剖、气体交换等指标，并从中筛选出气孔密度最高和最低的品种各两份，进一步进行干旱胁迫处理，分析其光合速率、气孔导度、叶肉导度、内在水分利用效率等关键指标对干旱的响应规律。
研究发现，在正常供水条件下，气孔密度是协调水稻气孔导度和叶肉导度的核心关键性状，其通过调控叶肉细胞排列影响二者的协同变化。高气孔密度虽能显著提升水稻光合速率，但由于气孔导度的提升幅度显著大于叶肉导度，导致水稻内在水分利用效率并未得到改善。
而在干旱胁迫条件下，水稻气孔开度会随干旱程度加剧快速下降，高气孔密度对气孔导度的促进作用逐渐减弱直至消失，但其对叶肉导度的提升效应在整个叶片水势变化范围内均能维持。研究团队发现，高气孔密度可通过增加单位叶面积的气孔下腔面积，扩大 CO2 扩散的有效表面积，从而维持较高的叶肉导度。与此同时，干旱下气孔导度的下降速率显著快于光合速率和叶肉导度，使得水稻光合限制因素向气孔限制偏移，最终实现了光合速率与内在水分利用效率的协同提升。
安徽农业大学为本文第一完成单位和通讯作者单位。农学院张强强副教授为论文的第一作者，张强强副教授与武立权教授为共同通讯作者。硕士研究生胡珊，农学院柯健副教授，何海兵教授以及尤翠翠老师等参与了本项目的研究。该研究得到了国家自然科学基金、安徽省科技攻关等项目的资助。
原文链接：(https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/nph.71055)
新闻链接：https://agri.ahau.edu.cn/info/1522/47512.htm
网站内容来源于互联网，由网络编辑负责审查，目的在于传递信息，提供专业服务，不代表本网站平台赞同其观点和对其真实性负责。如因内容、版权问题存在异议的，请与我们取得联系，我们将协调给予处理（按照法规支付稿费或删除），联系方式：ahos@aiofm.ac.cn 。网站平台将加强监控与审核，一旦发现违反规定的内容，按国家法规处理，处理时间不超过24小时
版权所有：安徽省光学学会（社证字第 0156号）
地址：安徽省合肥市蜀山湖路350号中科院安徽光机所一号楼
EMAIL：ahos@aiofm.ac.cn
