大气中的二氧化碳浓度约为400ppm,将其提升至800ppm属于人工增施操作。
二氧化碳是植物光合作用的核心原料,在光照充足的前提下,适度提高其浓度,能显著提升光合速率,促进植物积累有机物,实现增产提质的效果。
培育区中央的育苗架上,摆放著四排透明培育盒,里面是刚破土四天的紫花苜蓿幼苗。
普通紫花苜蓿培育四天,最多只长出子叶,勉强探出一点嫩芽。
而眼前这些幼苗,已经抽出了第一片真叶。
陈延森蹲下身,隔著培育盒仔细观察幼苗叶片狭长挺直,叶脉间距明显比普通首蓿更密集,颜色是深到发黑的墨绿,在强光下泛著金属般的光泽。
最关键的是,叶片横截面上能隐约看到典型的「克兰兹结构」
维管束鞘细胞肥大,内部塞满叶绿体,像一圈翠绿的城墙,将维管束紧紧包裹在中央。
「老板!」戚传俊上前问好。
「叶绿素ab比值测了吗?」陈延森头也不抬地问道。
戚传俊立刻递过平板电脑:「昨晚刚测的,平均值2.18,而普通首蓿的比值通常在3.1以上。
另外,PEPC酶活性是普通对照组的41倍,Rubisco初始活性反而下降了62%.完全符合C4化特征。
39Rubisco是植物光合作用卡尔文循环中的关键限速酶。
C3型首蓿的Rubisco需要在400ppm的二氧化碳浓度下工作,且容易受到氧气竞争抑制,引发光呼吸,因此必须维持较高的初始活性,才能保障光合效率。
而C4化改造后,首蓿会形成独特的二氧化碳浓缩机制:叶肉细胞中的PEPC酶先高效固定二氧化碳,生成C4化合物,再将其转运到维管束鞘细胞中释放高浓度二氧化碳。
这种机制能让Rubisco周围的二氧化碳浓度提升3至6倍,不仅大幅抑制光呼吸,还能让少量活性的Rubisco就高效完成碳固定,核心原因在于,C4光合机制的效率优势,完全抵消了Rubisco活性降低的影响,进而显著提升了整体光合资源利用率,产能增加三四倍不在话下。
「碳同位素标记实验做了吗?」陈延森又问。
「做了,昨天刚出结果。」
戚
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