邱園皇家植物園（Kew）的 Caspar Chater 博士（高級研究負責人）及其同事在最近的一個(gè)研究項目中使用 Delta-T Devices 的AP4 植物氣孔計來(lái)探索兩種耐旱大豆品系的氣孔響應。

邱園皇家植物園（Kew）擁有多樣化的植物和真菌學(xué)收藏品，其研究人員的科學(xué)使命是充分開(kāi)發(fā)有關(guān)植物和真菌的信息和潛在用途。

氣孔是在葉片表面發(fā)現的孔隙，在氣體交換和水分調節中起著(zhù)至關(guān)重要的作用。氣孔導度 （Gs） 是氣孔打開(kāi)和關(guān)閉的速率，可用作植物水和二氧化碳調節的定量測量。

實(shí)驗概述

Chater博士說(shuō)：“我們對兩個(gè)新的大豆品系感興趣，它們表現出降低的氣孔密度表型。研究表明，氣孔密度降低的植物具有更高的水分利用效率和耐旱性。

在氣候變化和減少農業(yè)投入需要的背景下，對耐旱作物的研究至關(guān)重要。比較低氣孔密度線(xiàn)和野生型對照之間的氣孔導度對于理解這些變化的生理后果至關(guān)重要。

在大豆研究的重要初步階段，我們一直在使用AP4植物氣孔計，其目的是回答兩個(gè)問(wèn)題，這些問(wèn)題將為這些植物的未來(lái)生理和產(chǎn)量實(shí)驗提供信息。

這些問(wèn)題是：

1.我們是否看到不同成熟度的葉子之間的氣孔導度存在差異？

2.我們應該種植多少個(gè)生物重復（植物數量和葉子數量）？

Kew對AP4植物氣孔計的使用

Chater博士解釋了他們研究的方法“在我們位于邱園的實(shí)驗室中，在進(jìn)行氣孔導度測量時(shí)，標準做法是在第 3 個(gè)節點(diǎn)對中央三葉狀物進(jìn)行采樣。這種方法允許對特定葉子的響應進(jìn)行一致和縱向分析。

第三葉節點(diǎn)可以被認為是植物生理狀態(tài)的代表，可以提供整個(gè)植物生理機能的快照。較老的葉子可能正在經(jīng)歷衰老，而較年輕的葉子可能會(huì )受到頂端優(yōu)勢的影響。

在大豆實(shí)驗的初步階段，Chater博士的團隊對幼葉進(jìn)行了5次讀數，對成熟葉進(jìn)行了5次讀數（上圖1），并從每種基因型中抽取了3株植物。實(shí)驗結果如下圖2所示。

實(shí)驗結論

一、成熟葉片的氣孔導度明顯高于幼葉片

Chater博士說(shuō)：“對于所有3種基因型，我們觀(guān)察到與幼葉相比，成熟葉片表現出顯著(zhù)更高的氣孔導度。這表明成熟葉片的氣孔密度增加，或氣體交換和光合作用速率增加。為了在未來(lái)的實(shí)驗中回答這個(gè)問(wèn)題，我們將在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生氣孔印模

二、成熟葉片的氣孔導度變化明顯高于幼葉

他繼續說(shuō)：“有趣的是，與相同基因型的幼葉相比，成熟葉片表現出顯著(zhù)更高的變異性。這種增加的變化可能歸因于隨著(zhù)時(shí)間的推移積累的壓力反應或發(fā)育信號。在成熟葉片中觀(guān)察到的變異可能是導致成熟葉片中基因型氣孔導度之間缺乏顯著(zhù)差異的原因。增加采樣的植物數量可能會(huì )導致檢測到更細微的差異，并提供更強大的統計分析。

三、1號系在幼葉中表現出明顯高于野生型的氣孔導度

他進(jìn)一步解釋道：“在幼葉中，與野生型植物相比，1號線(xiàn)顯示出顯著(zhù)更高的氣孔導度，這表明氣孔密度可能更高。這一觀(guān)察結果表明，蒸騰作用導致的水分流失增加，挑戰了我們對1號線(xiàn)作為耐旱大豆候選者的期望。這與先前在1號線(xiàn)和2號線(xiàn)中觀(guān)察到的氣孔密度降低表型不一致，因此表明該表型在葉片發(fā)育的后期階段顯示。因此，我們調整了我們的采樣策略，在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中將每個(gè)節點(diǎn)的葉子都包括在內。 

Chater博士總結道：“AP4 植物氣孔計在研究的初步階段產(chǎn)生的一致數據對項目的成功非常重要，該儀器有效的現場(chǎng)校準系統使我們對它給出的讀數充滿(mǎn)信心。”