研究人员发现，某些植物能够在高压和干燥的环境中生存，方法是通过控制叶片的水分流失，而不是依赖于通常的气孔机制。
对于全球粮食安全至关重要的C4作物，如玉米、高粱和粟，非气孔蒸腾控制使它们在维持适合光合作用的小气候方面具有优势。
这使得植物能够在温度升高和大气对水需求增加的情况下，吸收二氧化碳进行光合作用，而不会显著增加水的消耗。
9月16日，来自伯明翰大学、堪培拉澳大利亚国立大学和凯恩斯詹姆斯库克大学的研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表了研究成果，挑战了传统对植物在压力和干燥条件下蒸腾和光合作用的理解。
伯明翰大学的共同作者Diego Márquez博士表示：“这改变了我们对植物与水之间关系的理解，表明非气孔控制的蒸腾作用能够限制水分流失，而不影响碳的获取，这挑战了通常认为不可避免的权衡。”
“我们的发现对植物适应气候变化以及在干旱环境中种植作物具有重要意义。理解这一机制可以为提高C4作物的水利用效率开辟新途径，这对全球粮食安全至关重要。”
研究表明，C4植物在蒸汽压亏缺(VPD)胁迫下，气孔下腔的相对湿度可降至80%，从而减少水分损失，并强调了非气孔控制在水分利用效率中的重要作用。
这一机制帮助植物通过减少水分流失来维持光合作用，而不会显著降低光合作用所需的细胞间二氧化碳水平，这对植物的生长和作物的健康至关重要。
研究结果还表明，非气孔控制机制可能在C3和C4光合途径分化之前就已经进化，显示出一个共同的进化特征。
Márquez博士补充道：“我们的研究重新构建了对C4植物水分利用效率的理解，揭示了这种替代机制可以帮助植物在高水需求的环境中继续生长并捕获二氧化碳，这挑战了关于这些植物如何在干旱中生存的传统假设。”
光合作用是植物利用光和二氧化碳，通过一种叫做Rubisco的酶制造糖以供生长的过程。植物通过张开的气孔吸收二氧化碳，同时释放水蒸气。
C3植物依靠气孔扩散获得二氧化碳，而C4植物则具有特殊的叶片结构和酶，能够将二氧化碳集中在Rubisco周围，从而提高光合性能和水利用效率。
然而，这种优势是有代价的，因为当气孔关闭时，这些植物容易受到光合作用减少的影响。因此，非气孔机制是确保它们在控制水分流失的同时保持气孔开放的关键。
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希望本篇文章《科学家揭示关键作物水分流失的新机制：非气孔控制》能对你有所帮助！
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