對植物生長發(fā)育及代謝的促進作用

童成英， 吳沿友

( 1. 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所 環(huán)境地球化學(xué)國家重點實驗室， 貴陽 550081; 2. 中國科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049 )

1 的碳源作用

CO2. 二氧化碳； 碳酸氫根離子； P680. 光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ) 吸收高峰為波長680 nm處； P700. 光系統(tǒng)(PSⅠ) 吸收高峰為波長700 nm處； H+. 氫離子; H2O. 水; C(H2O). 碳水化合物； PGA. 三磷酸甘油酸； RUBP. 1,5-二磷酸核酮糖。CO2. Carbon dioxide； . Bicarbonate ion; P680. Absorption peak of PSII is at 680 nm; P700. Absorption peak of the optical system (PS I) is at 700 nm; H + . Hydrogen ion; H2O. Water; C (H2O ). Carbohydrate; PGA. 3-phosphoglycerate; RUBP. Ribulose-1,5-bisphosphate.圖1 對植物光合作用的回補效應(yīng)和固碳增匯作用 (吳沿友等，2018)Fig. 1 compensation effect on plant photosynthesis and carbon sequestration

2 對植物其他代謝的正向調(diào)節(jié)作用

2.1 氣孔運動

CA. 碳酸酐酶； ABA. 脫落酸； PYR/RCAR. 吡菌素ABA受體(RCAR)的抗性(PYR)調(diào)節(jié)劑成分； ABI1/PP2C2. 脫落酸不敏感的蛋白磷酸鹽 耐高濃度的CO2，此時MATE型轉(zhuǎn)運蛋白被激活； HT1. 葉片高溫激酶； OST1. 開放式氣孔蛋白激酶； SLAC1. 慢陰離子通道1； QUAC1. 快速陰離子通道1。CA. Carbonic anhydrase； ABA. Abscisic acid； PYR/RCAR. Pyrabactin resistance (PYR) regulator component of ABA receptor (RCAR)； ABI1/PP2C2. Abscisic acid insensitive protein phosphates C2； Resistant to high CO2, MATE-type transporter specific activated by HT1. High leaf temperature kinase； OST1. Open stomata1 protein kinase; SLAC1. Slow anion channel1； QUAC1. Quick anion channel1.圖2 調(diào)節(jié)植物的氣孔運動Fig. 2 HCO3- regulates the stomatal movement of plants (Charlotte et al., 2018)

2.2 碳氮代謝

CA. 碳酸酐酶； PEPC. 磷酸烯醇丙酮酸羧化酶； ACC. 乙酰輔酶A羧化酶； MACC. 丙二酰基-1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸。CA. Carbonic anhydrase; PEPC. Phosphoenolpyruvate carboxylase; ACC. Acetyl-coa carboxylase; MACC. Malonyl-1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid.圖調(diào)節(jié)植物的碳氮代謝Fig. regulates carbon and nitrogen metabolism in plants (Charlotte et al., 2018)

2.3 葡萄糖代謝歧化

對照. 1/2 Hogland營養(yǎng)液； T1. 1/2 Hogland營養(yǎng)液+50 g·L-1 PEG6000； T2. 1/2 Hogland營養(yǎng)液+ 50 g·L-1 PEG6000+3 mmol·L-1 NaHCO3； T3. 1/2 Hogland營養(yǎng)液+50 g·L-1 PEG6000+6 mmol·L-1 NaHCO3； T4. 1/2 Hogland營養(yǎng)液+50 g·L-1 PEG6000+9 mmol·L-1 NaHCO3。箭頭向上和向下分別表示測量值增加或減少，短劃線表示測量值無顯著變化。紅色箭頭(1)表示T1與對照相比的調(diào)節(jié)作用；藍(lán)色箭頭和短劃線(2)表示T2相對于T1的調(diào)節(jié)作用；黑色箭頭(3)表示T4相對于T1的調(diào)節(jié)作用。Control. 1/2 Hoagland nutrient solution； T1. 1/2 Hoagland nutrient solution +50 g·L-1 PEG 6000； T2. 1/2 Hoagland nutrient solution + 50 g·L-1 PEG 6000 +3 mmol·L-1 NaHCO3； T3. 1/2 Hoagland nutrient solution + 50 g·L-1 PEG 6000 + 6 mmol·L-1 NaHCO3； T4. 1/2 Hoagland nutrient solution + 50 g·L-1 PEG 6000 + 9 mmol·L-1 NaHCO3. Arrows indicate, whether measurements have increased or decreased, and short dash indicate measurements have no significant changes. Red arrows (1) indicate moderating effect of T1 compared with control; Blue arrows and short dash (2) indicate moderating effect of T2 compared with T1; Black arrows (3) indicate moderating effect of T4 compared with T1. 圖 4 模擬干旱脅迫下根際對構(gòu)樹葡萄糖代謝和抗逆性的影響Fig. 4 Schematic representation of rhizospheric modulates glucose metabolism and stress tolerance of paper mulberry seedlings under simulated drought stress (Yao & Wu, 2021)

圖對喀斯特生態(tài)系統(tǒng)“巖-土-植物”及其界面水碳循環(huán)的調(diào)控作用 (吳沿友等，2018)Fig. 5 HCO3- regulates the water-carbon cycle of “rock-soil-plant” in the karst ecosystem and its interface

3 總結(jié)和展望