我院蔡高潮副教授在国际植物学期刊Plant, Cell & Environment连发两篇论文
近日，我院蔡高潮副教授在国际植物学期刊Plant, Cell & Environment (IF: 7.947，中科院生物学大类一区) 背对背连续发表1篇研究论文和1篇论文评述。
第一篇研究论文题目为“Soil-plant hydraulics explain stomatal efficiency-safety tradeoff”，于2023年1月6日在线发表。
植物的水分关系中存在一个假设，在输送水分和实现气体交换的最大能力与该输送系统对低水势的脆弱性之间有一个权衡，即水力效率-安全权衡，反映了植物对水分胁迫的反应和用水策略。水力效率与最大气孔导度（gmax）密切相关，且气孔较小和较密的植物表现出较高的最大气孔导度。这种植物在应对干旱时其气孔关闭相对比较保守，最大气孔导度与其下降到50%的叶水势（ψgs50）间存在权衡，但其水力学机制尚不明确。作者结合前期研究与土壤-植物水力学模型发现，在干旱过程中，气孔的关闭是由土壤-植物水力导度的降低触发的，gmax的增加伴随着ψgs50的降低。具有较高gmax的植物（同时蒸腾量也较高）需要大量的水在根际中移动，这导致土壤-根系界面的水势急剧下降，从而引起叶水势的下降。gmax-ψgs50的权衡可以根据土壤-植物水力进行预测。作者进一步发现这种权衡关系并受到植物水力特性的影响，如植物水力导度、根长和栓塞阻力。该研究对理解植物调整其生长和/或其水力特性以适应不同的生长和气候条件有重要的意义。
蔡高潮副教授为本文的第一作者，德国拜罗伊特大学/美国加州大学戴维斯分校Mutez Ali Ahmed助理教授为本文的通讯作者，瑞士苏黎世联邦理工大学Andrea Carminati教授，美国农业部水管理研究所Sean M. Gleason研究员，比利时鲁汶大学Mathieu Javaux教授为合作者参与了该项工作，中山大学农学院为本文的第一单位。
全文链接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.14536
第二篇论文为研究评述，题目为“How the interactions between atmospheric and soil drought affect the functionality of plant hydraulics”，于2023年1月9日在线发表。
温度和水汽压差（VPD）的上升会增加植物的蒸腾需求，导致气孔导度和光合作用下降。为避免叶水势过度下降，植物通过减少气孔导度来调节水分利用情况。气孔关闭和植物水力限制之间存在着协调关系。然而，目前还不清楚土壤-植物连续体中的哪个水力要素是限制蒸腾作用的主要因素。该项研究发现，整个土壤植物水力系统的传导性没有损失，即在实验过程中，茎部木质部的导水率并没有限制土壤-植物连续体的总导水率，在这些条件下，非栓塞的木质部组织足以维持观察到的水通量，即使在大量栓塞形成的情况下，茎部木质部也比整个土壤-植物系统更具传导性。作者进一步通过前期研究阐述，在人们认为 "相对潮湿 "的土壤中，也会出现蒸腾作用的限制，但是这些土壤水势阈值指向的是气孔关闭，而不是不可逆转的水力损失。另外，作者强调温度和VPD对蒸腾的影响随着土壤的干旱而变得越来越大，而且这种影响是非线性的。该论文评述旨在强调整个土壤-植物水力系统以及重视VPD/温度和土壤干旱之间相互作用的重要性。
蔡高潮副教授和瑞士苏黎世联邦理工大学Fabian Wankmüller为本文的共同第一作者，苏黎世联邦理工大学Andrea Carminati教授为本文的通讯作者，德国拜罗伊特大学/美国加州大学戴维斯分校Mutez Ali Ahmed助理教授也参与了本文工作，中山大学农学院为本文的第一单位。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.14538
（初审：蔡高潮 审核： 辛国荣 终审：程月华）
