近日，中国农业科学院环发所设施植物环境工程团队在盐胁迫逆境调控植物光合作用机理方面取得新进展。研究发现短期盐胁迫能够提高番茄光合产物磷酸丙糖的利用速率，从而缓解在高CO2环境下受波动光强引起的光合振荡现象。相关研究成果发表在《实验植物学杂志（Journal of Experimental Botany）》上。
盐胁迫是在自然界及农业生产中植物经常遭受的非生物胁迫之一。同时，由于太阳高度角持续变化、冠层遮荫及云层移动等因素影响，光的动态变化无处不在。盐胁迫通常伴随着光强的动态变化，二者共同影响作物的光能利用与生长过程。植物的光能有效利用是产量形成的重要基础，而盐胁迫通常造成植物生理性干旱和养分失衡，从而降低光化学效率。目前，有关盐胁迫对植物光合生理影响的相关研究主要集中在特定光强下探究光合生理过程对盐胁迫的响应，基于自然界光强持续动态变化的特性，深入研究光合作用随光强动态变化过程对盐胁迫的响应及其背后的生理机制具有重要意义，为探寻提高盐胁迫条件下作物光能利用率的途径奠定理论基础。
该团队近年来在盐胁迫影响植物动态光合作用发表了系列研究成果。首先，探明了气孔导度及Rubisco活性对盐胁迫下番茄动态光合的限制作用（Zhang et al., 2018 Environ Exp Bot），继而发现在稳态光环境下研究盐胁迫对植物的生长会低估盐胁迫的影响（Zhang et al., 2020 Plant Cell Environ）。动态光环境能够与盐胁迫产生交互作用，与稳态光相比动态光下盐胁迫进一步降低番茄苗生物量约17%（Zhang et al., 2020 Plant Cell Environ）。同时，明确了盐胁迫对动态光合的影响途径主要通过渗透胁迫作用而不是离子毒害作用（Zhang et al., 2022 J Exp Bot）。该系列研究有助于准确反映动态光环境下盐胁迫作物的光合生理过程，为培育盐碱地高光效作物品种提供新的理论基础。
盐胁迫对动态光合作用的影响机理图
中国农科院环发所设施植物环境工程创新团队助理研究员张玉琪为以上论文第一作者，李涛研究员为通讯作者。荷兰瓦赫宁根大学园艺与植物生理组Leo Marcelis教授和Elias Kaiser助理教授、美国密歇根州立大学植物光合领域杰出教授Thomas Sharkey参与了该项工作。系列研究得到国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项等项目资助。
相关文献：
Zhang Y, Kaiser E, Dutta S, Sharkey TD, Marcelis LFM, Li T. 2024. Short-term salt stress reduces photosynthetic oscillations under triose phosphate utilization limitation in tomato. Journal of Experimental Botany.
Zhang Y, Kaiser E, Li T, Marcelis LFM. 2022. NaCl affects photosynthetic and stomatal dynamics by osmotic effects and reduces photosynthetic capacity by ionic effects in tomato. Journal of Experimental Botany 73, 3637-3650.
Zhang Y, Kaiser E, Marcelis LFM, Yang Q, Li T. 2020. Salt stress and fluctuating light have separate effects on photosynthetic acclimation, but interactively affect biomass. Plant, Cell & Environment 43, 2192-2206.
Zhang Y, Kaiser E, Zhang Y, Yang Q, Li T. 2018. Short-term salt stress strongly affects dynamic photosynthesis, but not steady-state photosynthesis, in tomato (Solanum lycopersicum). Environmental and Experimental Botany 149, 109-119.
来源：植物科学最前沿
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