第97期--光诱导的离子流影响叶片的生长和光合作用

 

光通过复杂的光合作用和非光合作用网络影响叶片的伸展生长，叶绿体中的色素系统和特殊的蓝光受体等光受体参与了这个过程。叶片的伸展是一个膨压控制的过程，吸收水分进入细胞，通过增加细胞的渗透势来驱动叶片的伸展，这个过程需要离子如K⁺和Cl^-的参与。因此，非常有必要研究叶片生长过程中离子的机制。但是其中的光受体调节的离子机制还不清楚。

澳大利亚的科学家使用非损伤微测技术测定了玉米(Zea mays L.)叶片的H⁺、K⁺和Ca²⁺流速。实验发现光暗处理后，离子流速发生显著变化，光诱导离子流的动力学在叶片的不同区域完全不同，且离子流被光合作用抑制剂DCMU所抑制。结果认为光诱导的H⁺外流由质子泵控制，光照刺激了K⁺的吸收，增加了细胞质的渗透势，驱动细胞伸展。因此，光诱导叶肉细胞K⁺流速的变化可能扮演一个交换平衡的作用。

这项研究发现了光诱导的离子流变化与叶片生长和光合作用有关，推测叶绿体和非光合作用光受体在光驱动的叶片生长中可能是一个统一的行为。非损伤微测技术具有的高时间和空间分辨率，为测定这三种离子的流速提供了可能，这也为理解离子影响叶片生长的机制提供了非常有价值的证据。

 

关键词：非损伤微测技术，玉米，叶片，表皮，生长，光合作用，Ca²⁺，H⁺，K⁺

参考文献：BD Živanović, et al. Plant, Cell and Environment, 2005, 28: 340-352.

 

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