邱園皇家植物園（Kew）的 Caspar Chater 博士（高級研究負責人）及其同事在最近的一個研究項目中使用 Delta-T Devices 的AP4 植物氣孔計來探索兩種耐旱大豆品系的氣孔響應(yīng)。

邱園皇家植物園（Kew）擁有多樣化的植物和真菌學收藏品，其研究人員的科學使命是充分開發(fā)有關(guān)植物和真菌的信息和潛在用途。

氣孔是在葉片表面發(fā)現(xiàn)的孔隙，在氣體交換和水分調(diào)節(jié)中起著至關(guān)重要的作用。氣孔導度 （Gs） 是氣孔打開和關(guān)閉的速率，可用作植物水和二氧化碳調(diào)節(jié)的定量測量。

實驗概述

Chater博士說：“我們對兩個新的大豆品系感興趣，它們表現(xiàn)出降低的氣孔密度表型。研究表明，氣孔密度降低的植物具有更高的水分利用效率和耐旱性。

在氣候變化和減少農(nóng)業(yè)投入需要的背景下，對耐旱作物的研究至關(guān)重要。比較低氣孔密度線和野生型對照之間的氣孔導度對于理解這些變化的生理后果至關(guān)重要。

在大豆研究的重要初步階段，我們一直在使用AP4植物氣孔計，其目的是回答兩個問題，這些問題將為這些植物的未來生理和產(chǎn)量實驗提供信息。

這些問題是：

1.我們是否看到不同成熟度的葉子之間的氣孔導度存在差異？

2.我們應(yīng)該種植多少個生物重復（植物數(shù)量和葉子數(shù)量）？

Kew對AP4植物氣孔計的使用

Chater博士解釋了他們研究的方法“在我們位于邱園的實驗室中，在進行氣孔導度測量時，標準做法是在第 3 個節(jié)點對中央三葉狀物進行采樣。這種方法允許對特定葉子的響應(yīng)進行一致和縱向分析。

第三葉節(jié)點可以被認為是植物生理狀態(tài)的代表，可以提供整個植物生理機能的快照。較老的葉子可能正在經(jīng)歷衰老，而較年輕的葉子可能會受到頂端優(yōu)勢的影響。

在大豆實驗的初步階段，Chater博士的團隊對幼葉進行了5次讀數(shù)，對成熟葉進行了5次讀數(shù)（上圖1），并從每種基因型中抽取了3株植物。實驗結(jié)果如下圖2所示。

實驗結(jié)論

一、成熟葉片的氣孔導度明顯高于幼葉片

Chater博士說：“對于所有3種基因型，我們觀察到與幼葉相比，成熟葉片表現(xiàn)出顯著更高的氣孔導度。這表明成熟葉片的氣孔密度增加，或氣體交換和光合作用速率增加。為了在未來的實驗中回答這個問題，我們將在每個時間點產(chǎn)生氣孔印模

二、成熟葉片的氣孔導度變化明顯高于幼葉

他繼續(xù)說：“有趣的是，與相同基因型的幼葉相比，成熟葉片表現(xiàn)出顯著更高的變異性。這種增加的變化可能歸因于隨著時間的推移積累的壓力反應(yīng)或發(fā)育信號。在成熟葉片中觀察到的變異可能是導致成熟葉片中基因型氣孔導度之間缺乏顯著差異的原因。增加采樣的植物數(shù)量可能會導致檢測到更細微的差異，并提供更強大的統(tǒng)計分析。

三、1號系在幼葉中表現(xiàn)出明顯高于野生型的氣孔導度

他進一步解釋道：“在幼葉中，與野生型植物相比，1號線顯示出顯著更高的氣孔導度，這表明氣孔密度可能更高。這一觀察結(jié)果表明，蒸騰作用導致的水分流失增加，挑戰(zhàn)了我們對1號線作為耐旱大豆候選者的期望。這與先前在1號線和2號線中觀察到的氣孔密度降低表型不一致，因此表明該表型在葉片發(fā)育的后期階段顯示。因此，我們調(diào)整了我們的采樣策略，在整個實驗過程中將每個節(jié)點的葉子都包括在內(nèi)。 

Chater博士總結(jié)道：“AP4 植物氣孔計在研究的初步階段產(chǎn)生的一致數(shù)據(jù)對項目的成功非常重要，該儀器有效的現(xiàn)場校準系統(tǒng)使我們對它給出的讀數(shù)充滿信心。”