光合作用是植物生長的基礎。探討光合作用的調控機理是應對糧食危機以及提高森林碳匯的重要途徑之一。中國科學院昆明植物研究所研究員張石寶專題組致力于植物光合生理研究。近期，該團隊探討了光呼吸的重要性以及常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎。

光呼吸是僅次于卡爾文循環(huán)的第二大光依賴通量，涉及氧氣消耗和二氧化碳釋放。光呼吸需要大量的能量（ATP）和還原力，以成為葉片能量轉換的中心樞紐。該團隊剖析了光呼吸在光合作用代謝及光保護中的作用，強調了光呼吸在防止葉綠體ATP合成酶的負反饋和植物動態(tài)光合中的作用。相關成果以Photorespiration?–?emerging insights intophotoprotectionmechanisms為題，發(fā)表在《植物科學趨勢》（Trends in Plant Science）上。

在熱帶和亞熱帶森林中，常綠和落葉闊葉樹種在冠層中上層占據(jù)主導地位，對森林生產力貢獻最大。與常綠樹種相比，落葉樹種需要在相對較短的生長季節(jié)內完成足夠的物質積累。這種差異與它們在葉片構造和光合作用策略上的差異相關，但關于常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎并不清楚。該團隊發(fā)現(xiàn)，落葉樹種較高的光合能力與其氮分配策略相關。落葉樹種通過將更高比例的氮分配到光合機構來提高光合能力，而磷和鉀對光合作用的限制作用在落葉樹種中更明顯。葉片碳氮比是反映常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的重要指標，對光合作用特征的預測能力優(yōu)于比葉重。相關成果以Leaf nutrient basis for the differentiation of photosynthetic traits between subtropical evergreen and deciduous trees為題，在線發(fā)表在《植物生理學》（Plant Physiology）上。

研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院“西部之光”人才培養(yǎng)計劃西部青年學者項目以及云南省科技廳等的支持。

論文鏈接：1、2

光呼吸途徑的分子機制模式圖

常綠和落葉樹種光合功能性狀分化的養(yǎng)分基礎模式圖