对于大多数植物物种而言，大气中 COXNUMX 升高2 水平导致气孔导度降低（gs）通过导致部分关闭 气孔. 这允许植物减少蒸腾水分流失。 气孔CO的分子水平控制的当前知识2 响应主要基于调查对短期 CO 响应的研究2 变化，从几分钟到几小时。 然而，尚不清楚该数据是否代表数周或数月内发生的长期变化。 与大气中的 CO2 水位预计在下个世纪翻一番，长期的气孔反应可能对未来的植物用水产生重大影响，了解其调节可以帮助研究人员提高作物用水效率。
在发表于 Annals of Botany，主要作者 Karin SL Johansson 及其同事研究了 遗传控制 短期和长期 gs 对升高的 CO 的反应2 水平。 研究人员使用了两个拟南芥重组自交系，一个具有很强的 CO2 响应，并且具有弱 CO2 响应，并采用数量性状基因座 (QTL) 作图来精确定位控制 g 的基因座s 响应。
作者发现，短期和长期气孔反应均与 2 号染色体上的 QTL 相关，该 QTL 解释了在弱系和强系之间的反应中看到的大约一半的短期变异。 一氧化碳升高2 导致平均gs 在所测试的拟南芥品系中减少了 26%，这与在研究长期反应的田间实验中发现的相似。 这些植物的总叶面积也增加了 60%。
“事实上，短期和长期的 CO2 反应显着相关并与同一基因座相关，这表明有关短期 g 信号通路的知识s 响应升高的 CO 的调节2 浓度可用于操纵长期 gs 大气中二氧化碳上升下的反应2，”作者写道。 他们指出，培育具有高用水效率的作物可以培育出能够在干旱地区生长的品种，就像小麦已经取得的成就一样。 “g 的巨大差异s 在小麦、水稻、玉米、豆类、棉花和甘蔗等品种中观察到的水分利用效率表明，作物物种气孔性状的遗传变异也有很大的未开发潜力。”
