面对水资源短缺开拓作物生产力和可持续性

一个研究小组揭示了清晨“黄金时段”是作物实现最佳水分利用效率(WUE)的关键时间，揭示了植物在有利的光照条件和最小蒸气压下可以保持较低的蒸腾速率和较高的光合作用活性赤字(VPD)。

这种对气孔行为的细致入微的理解引入了黄金时段WUE(GHW)概念，强调了平衡节水与生物量输出的重要性。通过应用先进的表型分析技术，团队提出了一种对GHW性状进行定量、高通量筛选的方法，旨在培育高产节水的作物品种。

这一创新战略旨在通过利用植物固有的水调节特性来解决节水和作物产量之间的传统折衷问题，为实现农业生产力和水的可持续性提供更绿色的替代方案。

在全球水资源短缺和气候变化的背景下，提高农作物的水分利用效率已成为满足不断增长的农业生产需求的当务之急。尽管在了解干旱胁迫方面取得了进展，但将实验室研究结果转化为田间改良仍面临障碍，例如可变的环境条件和复杂的耐旱性指标。

气孔行为对于平衡CO2吸收和水分流失至关重要，已成为改善WUE的关键焦点。然而，优化气孔敏感性以避免过度节水而牺牲光合作用和产量仍然是一个挑战。先前的研究强调了蒸汽压不足敏感性降低的植物在不影响产量的情况下提高水分利用效率的潜力，强调需要考虑水分利用效率受环境和遗传因素影响的动态性质。

发表在《蔬菜研究》上的一项新研究提出，研究能够快速调整WUE以应对环境变化的植物，作为实现高生产率节水农业的策略。

GHW的概念源于对光合作用和蒸腾作用(Tr)的昼夜变化的观察，表明清晨存在WUE的峰值时期。在此阶段，植物可以在低VPD环境中以较低的Tr水平获得较高的光合强度。通过控制气孔，对WUE进行更加精准、明智的调控，从而实现节水与产量的平衡。

为了量化GHW特性，研究人员开发了一种动态测量光合作用、Tr和WUE的方法。该方法利用高通量生理表型技术(例如Plantarray系统)来监测水生理参数。

先前的研究已经证明了这种方法的有效性，通过短时间间隔记录Tr和蒸气压赤字(VPD)来估计动态WUE和每日物质产量，揭示不同作物之间GHW的显着基因型差异。这种创新方法通过分析黄金时段的峰值和时间以及累积的Tr/VPD，对GHW特征进行全面量化。

该研究的高级研究员徐培教授表示：“这种方法是独特的，因为它不仅关注耐旱性，还关注植物的水分利用行为。这种创新且技术先进的方法有可能协调权衡农作物生产节水与高产之间的关系，有利于水源充足时增产，缺水时稳产。”

该研究阐明了GHW性状提高作物水分利用效率的潜力，为选择具有优异GHW性状的基因型奠定了基础。为了实现节水和产量之间的平衡，强调需要在表型分析中保持一致的环境条件，以尽量减少批次效应。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！