研究人员开发植物研究新工具

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员开发了一种尖端科学工具，这是首次能够实时监测植物叶片上气孔的微观运动并测量与其的气体交换，同时精确控制周围环境条件。这项发表在《植物生理学》杂志上的研究，介绍了一个名为“气孔原位”（Stomata In-Site）的新系统，旨在解决植物生理学中的一个古老难题：即难以同时精确观察气孔的行为并测量其功能。气孔是叶片表面的微观孔隙，是植物生命的基本要素，它允许进行光合作用所需的二氧化碳进入，同时导致水分以蒸气的形式流失。这种微妙的平衡对植物来说是一个持续的挑战，尤其是在干旱环境中。研究人员解释说，以往的技术迫使科学家在观察气孔形态和测量交换气体体积之间做出选择，并且大多数技术不允许控制光照、温度和湿度等因素，尽管气孔对这些变量的反应迅速。“气孔原位”系统将三种先进技术整合到一个平台中：一种可在不损伤细胞的情况下追踪细胞运动的三维激光扫描共聚焦显微镜，用于测量二氧化碳和水蒸气流动的高精度仪器，以及一个能让研究人员模拟各种自然条件的环境室。据卫星通讯社报道，科学家们认为，这一发展为改良农作物开辟了广阔前景，通过更深入地理解控制气孔开闭的机制及其与单个叶片上气孔数量的关系。这些知识有助于开发出用水效率更高的植物，这是应对干旱、保障粮食安全和未来生产生物燃料的关键因素。研究团队指出，水仍然是全球农业生产中最具限制性的环境因素，这使得此类研究具有战略重要性。该系统由约瑟夫·D·克劳福德、达斯汀·梅菲尔德-琼斯、格伦·A·弗赖、尼古拉斯·埃尔南德斯和安德鲁·D·比共同开发。