新的二氧化碳微传感器揭示了植物的古老秘密

CAM 和 C₃ 植物表现出对比鲜明的二氧化碳₂ 和O₂ 叶组织中的动力学，但由于缺乏合适的技术，从未研究过更精细的细节。 我们的新公司₂ 微型传感器 使我们能够打开通往两个水下 CAM 和 C 树叶内密室的门₃ 植物。 我们的研究揭示了 CO 的意外振荡₂ 在整个 diel（24 小时）周期内。

CO₂ CAM 植物组织中的水平以前仅通过组织气体的离散和破坏性采样进行研究。 原因是CO₂ 在 CAM 工厂（以及 C₃ 植物）不能直接测量，而是从气孔传导率推断。 在 CAM 植物中，气孔通常在白天关闭。 因此，不能使用依赖于气孔传导性的技术。 研究人员只剩下从笨重的叶子中提取气体的唯一选择： 使用 注射器. 然而，这种技术提供的时间分辨率很差，并且还会损坏组织。

为了解决这个问题，我们构建了一个新的 CO₂ 直径与最细的人类头发丝一样小的微型传感器。 我们修复了微小的 CO₂ 和O₂ 微操纵器上的微传感器，以便将两个传感器定位在 CAM 或 C 上的同一片叶子中₃ 植物。 通过这种方式，我们能够同时评估两种气体的昼夜振荡。

在C中₃ 植物，一氧化碳₂ 叶内增加到 ~3.5 kPa（75 倍 CO₂ 在空气中）在黑暗中。 对于 CAM 工厂，CO₂ 由于 CO，大部分低于 0.05 kPa₂ 螯合成苹果酸。 天黑后，CAM 工厂的 CO2 达到初始峰值，然后下降到稳定状态达数小时之久。 一氧化碳₂ 在黑暗时期结束时再次增加。 在光照下，叶 CO₂ 在 C₃ 拒绝和O₂ 增加，而 O₂ 和CO₂ 在 CAM 中增加为 CO₂ 由苹果酸制成！

这种植物生物学的新工具可能会在未来几年揭示更多植物的秘密。 类似于O的使用₂ 解决问题的微型传感器 相关的 配置 通风, 部署新的 CO₂ 微传感器将有利于植物生态生理学研究。 我发现进一步研究特别有趣的一个领域是呼吸 CO 时会发生什么₂ 在植物组织中积累。 一氧化碳₂ 夜间细胞呼吸产生的物质有可能在黎明时分驱动光合作用，如 O₂ 在米饭中，以及在 天然湿地植物. 该 CO 的数量重要性₂ 现在可以使用新型 CO 研究光合作用的来源₂ 微型传感器

关于作者

奥莱·佩德森（Ole Pedersen） 是实验植物生态生理学教授 丹麦哥本哈根大学. Ole 还是西澳大利亚大学和佛罗里达大西洋大学的兼职教授。 除了与海草、大型藻类和沉水淡水植物的生态生理学相关的研究问题外，他还研究天然湿地植物的抗洪能力，以确定可能有助于融入气候智能型作物的特性。