邱園huangjia植物(wu)園（Kew）的 Caspar Chater 博士（高級研(yan)究負責人）及其同事(shi)在最近的一(yi)個研(yan)究項目中使用 Delta-T Devices 的AP4 植(zhi)物氣孔計(ji)來探索兩種耐旱大(da)豆(dou)品系的氣孔響應。

邱園huangjia植物園(yuan)（Kew）擁(yong)有多(duo)樣化的(de)植物(wu)和(he)真菌學收藏品，其研究人員的(de)科學使命是(shi)充(chong)分開(kai)發有關(guan)植物(wu)和(he)真菌的(de)信息和(he)潛(qian)在用途。

氣(qi)孔(kong)是(shi)在葉(xie)片(pian)表(biao)面發現的孔(kong)隙，在氣(qi)體交換(huan)和水(shui)分調節(jie)中(zhong)起著至關(guan)重要的作(zuo)用(yong)。氣(qi)孔(kong)導度(du) （Gs） 是氣(qi)孔(kong)打(da)開和關(guan)閉(bi)的(de)(de)速率，可用作植物水(shui)和二氧化碳調節的(de)(de)定量測量。

實驗概述

Chater博士說：“我(wo)們對兩個新的(de)大豆品系感興(xing)趣，它們表(biao)現出降低(di)的(de)氣孔密度表(biao)型(xing)。研究(jiu)表(biao)明，氣孔密度降低(di)的(de)植物具有(you)更(geng)高的(de)水分利用(yong)效率和耐旱性。

在氣(qi)候變化(hua)和減少農(nong)業投入需(xu)要的背景下(xia)，對耐旱作(zuo)物的研究至關重(zhong)(zhong)要。比較低氣(qi)孔(kong)(kong)密度(du)線和野生(sheng)型(xing)對照之(zhi)間(jian)的氣(qi)孔(kong)(kong)導度(du)對于(yu)理解(jie)這些變化(hua)的生(sheng)理后(hou)果至關重(zhong)(zhong)要。

在大(da)豆研究的重要初步階段，我們一直(zhi)在使用AP4植物氣孔計，其目的(de)是回答兩個問題，這些(xie)問題將為這些(xie)植物的(de)未(wei)來生理和產量實驗提供信息。

這(zhe)些問題是：

1.我們是否看到不同成(cheng)熟度的(de)葉子(zi)之間的(de)氣(qi)孔導度存在差異(yi)？

2.我們(men)應該(gai)種植多少個(ge)生物重(zhong)復（植物數(shu)量和葉子數(shu)量）？

Kew對AP4植物(wu)氣孔計的使用(yong)

Chater博士解釋了他們研(yan)究的方(fang)法“在我們位(wei)于邱(qiu)園的(de)實驗(yan)室中，在進行氣孔導度測量時，標準做(zuo)法是(shi)在第 3 個節(jie)點對中(zhong)央三葉(xie)狀(zhuang)物進(jin)行采樣(yang)。這種方法允許對特定(ding)葉(xie)子的響(xiang)應(ying)進(jin)行一致和縱(zong)向(xiang)分析(xi)。

第三葉(xie)節點可(ke)(ke)以被認為是(shi)植物生理(li)(li)狀態的代表(biao)，可(ke)(ke)以提(ti)供整個植物生理(li)(li)機能的快照。較老的葉(xie)子(zi)可(ke)(ke)能正(zheng)在經歷衰老，而較年輕(qing)的葉(xie)子(zi)可(ke)(ke)能會受(shou)到(dao)頂端優(you)勢的影響。

在大豆(dou)實驗的初步階段，Chater博士的(de)團(tuan)隊對幼葉(xie)進行了5次讀數，對成熟葉(xie)進行了(le)5次(ci)讀數（上(shang)圖1），并(bing)從每種基因型中抽取了3株(zhu)植物。實驗(yan)結(jie)果如下圖(tu)2所示。

實驗結論

一、成(cheng)熟(shu)葉片(pian)的氣孔導度明顯高于幼(you)葉片(pian)

Chater博士說：“對(dui)于所有3種基(ji)因型(xing)，我(wo)們觀察到與幼葉相比，成熟(shu)葉片表(biao)現出顯著(zhu)更高的(de)(de)氣(qi)孔(kong)導度。這(zhe)表(biao)明成熟(shu)葉片的(de)(de)氣(qi)孔(kong)密度增加，或(huo)氣(qi)體交換和光合作(zuo)用(yong)速率增加。為了在(zai)未來的(de)(de)實驗中(zhong)回答這(zhe)個問題，我(wo)們將在(zai)每個時間點產生氣(qi)孔(kong)印模

二、成熟葉片的氣孔導度變化(hua)明顯高于幼葉

他繼續說：“有(you)趣的(de)是，與相同基因(yin)(yin)(yin)(yin)型(xing)的(de)幼葉(xie)(xie)相比(bi)，成熟(shu)(shu)葉(xie)(xie)片表現出顯著(zhu)更(geng)高(gao)的(de)變異(yi)性。這種增加的(de)變化可(ke)能(neng)歸因(yin)(yin)(yin)(yin)于隨著(zhu)時間的(de)推移(yi)積累(lei)的(de)壓力反應或發育信號。在成熟(shu)(shu)葉(xie)(xie)片中(zhong)(zhong)觀察到的(de)變異(yi)可(ke)能(neng)是導致成熟(shu)(shu)葉(xie)(xie)片中(zhong)(zhong)基因(yin)(yin)(yin)(yin)型(xing)氣孔導度之間缺乏(fa)顯著(zhu)差異(yi)的(de)原(yuan)因(yin)(yin)(yin)(yin)。增加采樣的(de)植物數量(liang)可(ke)能(neng)會導致檢測到更(geng)細微的(de)差異(yi)，并提供(gong)更(geng)強大的(de)統計分析。

三、1號系在幼(you)葉中表現出(chu)明顯高于野(ye)生型的氣孔導度

他(ta)進一(yi)步解釋道：“在(zai)幼葉中，與野生型植(zhi)物相比，1號(hao)線顯(xian)示出顯(xian)著更高(gao)的(de)氣(qi)孔導度，這表明(ming)氣(qi)孔密度可能更高(gao)。這一觀察結果表明(ming)，蒸騰作用(yong)導致(zhi)的(de)水(shui)分流失增加，挑(tiao)戰了我們(men)對1號線作為耐旱(han)大豆候選者的期望。這與先前在1號線和2號線中觀(guan)察到(dao)的(de)氣孔密度降低表型不一致，因此表明該表型在葉片發育的(de)后期階段顯(xian)示。因此，我(wo)們調(diao)整了我(wo)們的(de)采樣(yang)策略，在整個(ge)實驗過程中將(jiang)每個(ge)節(jie)點(dian)的(de)葉子都(dou)包括在內。 

Chater博士總結道：“AP4 植物氣孔計(ji)在研究的(de)初步階段(duan)產(chan)生的(de)一致數(shu)據對(dui)項目的(de)成功非常重要，該儀器有效的(de)現場校準系統使(shi)我們對(dui)它給出的(de)讀數(shu)充滿信心。"