科海观潮—光诱导叶片扩张生长的动力学机制

光谱和光强影响玉米叶片的离子流且参与叶片的生长

光影响植物的生长、发育和分化的过程，对植物的形态建成很重要，光在这个过程中起到信号作用。光质和光量显著影响叶片的扩张生长，主要是由光受体调控。通常情况下，蓝光和红光都能促进叶片的扩张，但是两者的机制似乎不同。光诱导的离子动力学在调控渗透、膨压和生长速率中非常重要，可以解释叶片扩张生长的机制。

近年来，澳大利亚的科学家Shabala等人使用非损伤微测技术研究了光影响叶片扩张生长过程中的离子动力学，发现离子流对红光和蓝光具有显著的剂量依赖性。光诱导的K+动力学在生长和非生长的组织中不同，这种差异是由于表皮控制的叶片在扩大生长中红光诱导的K+直接参与，以及K+在叶肉细胞中交换平衡的作用。在正在生长的叶片区域，蓝光刺激比红光刺激的K+吸收更加有效，另外，红光比蓝光更强烈地影响Ca2+流，在叶片生长的信号转导中红光更重要。

这项研究通过非损伤微测技术直接测定叶片和叶肉细胞的离子流，证明了蓝光和红光对于叶片的生长具有不同的影响，为我们理解光形态建成提供了更加精细的证据，进而指导人们如何更好地利用光来调节植物的生长。

图注：蓝光诱导的正在生长的玉米叶片（Base）和非生长的叶片区域（Tip）K+(A)，H+(B)和Ca2+(C)流速的改变。

关键词：扩张生长(Expansion growth); 蓝光; 红光; 白光; 光合作用; 玉米(Zea mays L); 离子流(Ion flux); 非损伤微测技术(MIFE).

参考文献：Živanović BD, et al. Plant and Cell Physiology, 2007, 48: 598-605.（NISC文献编号：F2007-018）

注：非损伤微测技术(NMT)包括：SIET、SVET、SPET、SERIS、SERP、SERE、SRET、MIFE®等。

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