我科学家新技术揭示喀斯特适生植物无机碳利用机制
2018-09-11 14:26:33 来源: 中国科技网
中国科技网·科技日报昆明9月11日电（记者赵汉斌）交替利用空气中的二氧化碳和来自土壤的碳酸氢根离子，是植物适应喀斯特逆境的重要机制之一。最近，中国科学院地球化学研究所的科研人员成功开发了双向同位素示踪培养技术，解决了植物碳酸氢根离子利用份额的定量问题。
喀斯特地貌与常见的土壤环境不同，这里的适生植物为应对逆境下的气孔关闭情况，常常采取“紧急出路”，即利用来自根部的碳酸氢根离子解决光合机构“空载”危机。如适生植物喜树在遭受渗透胁迫时，对来自根部无机碳的利用比例可达20%左右。但这些来自根部吸收的可溶性无机碳是否只参与光合同化过程，还是另有其他作用和功能？成了吴沿友研究员课题组深入研究的问题。
课题组以喜树为对象，利用10%13C碳酸氢钠同位素标记技术，追踪短期内刚吸收的碳酸氢根离子在各器官的分配，并研究其对植物体内的非结构性碳水化合物的影响。他们发现，喜树各器官的非结构性碳水化合物含量均在24小时内显著增加，随后的72小时，只有茎内含量出现下降。随着标记时间增加，各器官非结构性碳水化合物的碳同位素比值受显著影响，并且根系要比茎和叶片更偏正。此外，非结构性碳水化合物中淀粉的碳同位素比值，比可溶性碳水化合物偏正，根系中淀粉的碳同位素比值更高。他们还通过同位素混合模型，计算出碳酸氢根离子对根系新形成的非结构性碳水化合物含量的贡献比例。
这些研究结果表明，碳酸氢根不仅向光合器官贡献新的非结构性碳水化合物光合产物，同时也刺激了植物体各器官非结构性碳水化合物库的增加，拓展了人们对植物各器官非结构性碳水化合物快速响应碳酸氢根的认识。此项研究成果已发表在国际权威期刊《植物生理学》上。
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责任编辑：孙玉松
