不同酿酒葡萄品种间气孔调节机制的保守性特征，对有关其水分利用策略的结论提出了挑战

《BMC Plant Biology》：Conserved stomatal regulation across winegrape cultivars challenges conclusions regarding hydraulic strategies

　　

摘要

背景

植物通常根据气孔对水分状态的调节程度被划分为等水分型（isohydric）和异水分型（anisohydric），但这一概念仍存在争议。我们研究了30个具有不同地理起源的酿酒葡萄品种的气孔行为，这些品种的冠层大小存在五倍的差异。在干旱气候条件下，我们通过控制灌溉在两年内分别设置了土壤干燥周期，测量了土壤湿度、叶片水势（Ψ_leaf）和气体交换的变化，并计算了常用于描述植物水分策略的相关指标。

结果

当以相对可提取土壤水分（θ_e）为基准进行测量时，所有品种在土壤湿度从θ_e > 0.33下降到0.33的过程中，气孔导度（g_s）保持不变；而当土壤湿度低于θ_e = 0.33时，气孔导度开始下降。当以黎明前叶片水势（Ψ_pd）作为土壤水势（Ψ_soil的替代指标时，所有品种在Ψ_pd ≈ -0.3 MPa时开始降低气孔导度（此时对应θ_e ≈ 0.33和Ψ_soil ≈ -0.2 MPa），直到气孔在Ψ_pd < -0.7 MPa时几乎完全关闭。随着残余蒸腾作用的持续，叶片在Ψ_pd < -1.5 MPa时开始萎蔫。因此，尽管土壤干燥的速度因冠层大小而异，但不同品种在调节叶片水势（Ψ_leaf）方面的气孔调控机制大体上是一致的，具有共同的气孔关闭和细胞膨压丧失阈值。叶片面积特定的全株水分导度（leaf area-specific whole-plant hydraulic conductance）的变化趋势与气孔导度（g_s）相同，且当气孔导度达到平台期后，其增幅更大。对于用于评估和描述植物水分策略的不同指标，各品种的排名存在差异，这30个品种在任何测量指标上都没有表现出从等水分型到异水分型的连续性。

结论

在酿酒葡萄中，不同品种在调节叶片水势（Ψ_leaf）方面的气孔调控机制相似，但根据水分胁迫的程度以及所选的控制变量，这些品种可能被归类为等水分型或异水分型。30个品种气孔行为的相似性表明，通过选择品种或针对气孔导度（g_s）进行育种以适应干旱的潜力有限。