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Acta Innovations
论文解读
AI 辅助整理- 方法
- 整合分子育种、功能基因组学、表型组学与遥感文献综述。
- 发现
- 光合效率由基因与环境互作共同决定，是作物改良的关键靶点。
- 机会点
- 可结合高通量表型与遥感构建光合效率基因型-环境互作预测模型。
论文摘要
光合效率是决定植物生长、生物量积累、作物生产力及陆地生态系统功能的基础性因素。作为将太阳能转化为化学能的主要生物学机制，光合作用调控碳同化过程，并为植物生长发育提供代谢基础。然而，光合性能并非由单一生理过程所决定，而是由遗传结构、生化调控、植物生理特征与环境条件之间复杂的相互作用所共同塑造。本文探讨光合效率的遗传与环境决定因素，重点阐述二者对植物生长、资源利用效率及变化环境条件下适应能力的独立效应与交互效应。在遗传层面，调控叶绿素生物合成、光系统组装、电子传递、气孔导度及碳固定的基因变异导致了植物物种和基因型间光合能力的差异。核酮糖-1，5-二磷酸羧化酶/加氧酶（RuBisCO）的活性与调控，以及光系统I和光系统II的效率，共同影响吸收光能向同化碳的转化。这些过程中的遗传变异进而可影响叶片水平的碳同化、内在水分利用效率及生物量生产。环境因素，包括光合有效辐射、温度、大气二氧化碳浓度、水分有效性、土壤养分状况及盐分，通过改变气孔行为、酶活性、光化学效率及碳代谢进一步调控光合性能。非最适条件可诱导光抑制、氧化胁迫及代谢限制，从而降低碳同化并制约植物生长。重要的是，遗传与环境的影响通过相互关联的生理与分子途径发挥作用，导致基因型特异性的环境变异性响应。因此，理解这些相互作用对于鉴定与光合抗逆性相关的性状以及制定适应多样农业气候条件的作物改良策略至关重要。整合分子育种、功能基因组学、先进表型分析、遥感及精准作物
论文原文与出版信息
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