近日，球赛押注app冯兆忠教授团队在臭氧（O3）浓度升高对叶肉导度影响的机制上取得重要进展，研究结果以“Variations in leaf anatomical characteristics drive the decrease of mesophyll conductance in poplar under elevated ozone”为题在线发表于国际著名学术期刊Global Change Biology（IF=13.2）上。
臭氧（O3）是对植物具有毒害作用的气态污染物。随着工业化和城市化进程加快，近地层O3浓度不断升高已经成为重要的大气污染物。高浓度O3通过气孔进入植物叶片内产生氧化胁迫，抑制叶片光合速率，进而降低植被生产力。叶肉导度是CO2从细胞间隙向叶绿体内Rubisco酶羧化位点传导阻力的倒数，与气孔导度和光合生化能力（最大羧化速率和最大电子传递速率）共同决定了叶片光合速率。团队前期在杨树的研究中已经发现O3浓度升高导致叶肉导度降低，是抑制叶片光合速率的关键，但是内在机理尚不清楚。
该研究首先采用整合分析的手段，收集全球范围内O3对叶肉导度影响的实验研究结果。综合分析表明O3浓度升高显著降低了气孔导度、叶肉导度和光合生化能力，叶片光合速率的降低主要是由于O3浓度升高对叶肉导度的抑制。
随后为了探究O3浓度升高下叶肉导度降低与叶片结构的关系，在野外利用开顶箱将两种不同O3敏感性的杨树暴露于环境O3浓度和升高O3浓度处理下。同时测定气体交换和叶绿素荧光计算叶肉导度，并采集叶片制作光镜和电镜切片，测定叶片栅栏和海绵组织的结构特征。研究结果表明O3浓度升高降低了叶片的厚度，但对细胞间隙面积无显著影响。在超微结构上，O3浓度升高增加了细胞壁厚度、减少了叶绿体数量、缩小叶绿体和淀粉粒尺寸，最终增加了叶绿体之间和叶绿体到细胞壁的距离。为了进一步明确O3浓度升高下哪一个叶片结构特征对叶肉导度具有重要影响，利用一维CO2传输模型，将叶片结构特征参数作为输入，模拟不同部分的CO2传输导度。结果表明O3浓度升高主要是增加了细胞壁厚度降低了CO2穿过细胞壁的传输导度，此外还减少叶绿体尺寸、增加了叶绿体到细胞壁的距离，进而减少CO2在细胞质内的传输导度。
最后为了验证O3浓度升高减少叶肉导度的关键是改变叶片结构特征，通过整合全球发表的O3浓度升高下的叶片结构特征数据，结果表明O3浓度升高对细胞间隙面积无显著影响，显著增加了细胞壁厚度，但显著降低了叶绿体和淀粉粒尺寸。整合分析的结果有力的确认了本研究的实验发现，O3浓度升高增厚细胞壁和缩小叶绿体是导致叶肉导度降低的关键。
冯兆忠教授团队长期关注O3浓度升高对叶肉导度的影响，先后在Global Change Biology、Tree Physiology、Forest Ecology and Management、Environmental Pollution和Science of the Total Environment等期刊上发表多篇相关研究论文。球赛押注app环境变化生态效应研究组徐彦森博士为论文第一作者，冯兆忠教授为通讯作者，其他合作者还包括中科院地理所彭金龙博士生、瑞典哥德堡大学Johan Uddling教授。本研究受国家自然科学基金、江苏省青年基金和球赛押注app人才启动费等项目资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/gcb.16621
