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光合作用是植物生長的基礎(chǔ)。探討光合作用的調(diào)控機(jī)理是應(yīng)對糧食危機(jī)以及提高森林碳匯的重要途徑之一。中國科學(xué)院昆明植物研究所研究員張石寶專題組致力于植物光合生理研究。近期，該團(tuán)隊(duì)探討了光呼吸的重要性以及常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎(chǔ)。

光呼吸是僅次于卡爾文循環(huán)的第二大光依賴通量，涉及氧氣消耗和二氧化碳釋放。光呼吸需要大量的能量（ATP）和還原力，以成為葉片能量轉(zhuǎn)換的中心樞紐。該團(tuán)隊(duì)剖析了光呼吸在光合作用代謝及光保護(hù)中的作用，強(qiáng)調(diào)了光呼吸在防止葉綠體ATP合成酶的負(fù)反饋和植物動(dòng)態(tài)光合中的作用。相關(guān)成果以Photorespiration?–?emerging insights intophotoprotectionmechanisms為題，發(fā)表在《植物科學(xué)趨勢》（Trends in Plant Science）上。

在熱帶和亞熱帶森林中，常綠和落葉闊葉樹種在冠層中上層占據(jù)主導(dǎo)地位，對森林生產(chǎn)力貢獻(xiàn)最大。與常綠樹種相比，落葉樹種需要在相對較短的生長季節(jié)內(nèi)完成足夠的物質(zhì)積累。這種差異與它們在葉片構(gòu)造和光合作用策略上的差異相關(guān)，但關(guān)于常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎(chǔ)并不清楚。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，落葉樹種較高的光合能力與其氮分配策略相關(guān)。落葉樹種通過將更高比例的氮分配到光合機(jī)構(gòu)來提高光合能力，而磷和鉀對光合作用的限制作用在落葉樹種中更明顯。葉片碳氮比是反映常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的重要指標(biāo)，對光合作用特征的預(yù)測能力優(yōu)于比葉重。相關(guān)成果以Leaf nutrient basis for the differentiation of photosynthetic traits between subtropical evergreen and deciduous trees為題，在線發(fā)表在《植物生理學(xué)》（Plant Physiology）上。

研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院“西部之光”人才培養(yǎng)計(jì)劃西部青年學(xué)者項(xiàng)目以及云南省科技廳等的支持。

論文鏈接：1、2

光呼吸途徑的分子機(jī)制模式圖

常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎(chǔ)模式圖