近日，中心博士研究生刘俊洲在植物科学领域权威期刊《Plant, Cell & Environment》发表了题为“Elevated [CO2] alleviates the impacts of water deficit on xylem anatomy and hydraulic properties of maize stems”的封面文章。该研究发现，在未来大气CO2浓度升高的环境下，亏缺灌溉对玉米茎木质部水力特性造成的影响将得到缓解，这对未来气候变化下的农业灌溉指导具有重要意义。
木质部是植物体内重要的长距离低阻力水分运输通道，支撑着从根系到叶片的水分运动，对植物的生存和生产力起着基础性的控制作用。植物的茎干木质部在应对干旱胁迫时会适应调整，其导管尺寸和水力导度降低，但是抗栓塞能力得到增强。自工业革命以来，经济发展以及人口增长导致以CO2为主的全球温室气体排放大幅增加，但CO2作为光合同化的底物，对于植物的生长十分重要。我们的研究发现，在未来大气CO2浓度增加的环境下，因为植物的水分利用效率增加，植物的水势升高，干旱胁迫对木质部水力特性的上述影响得到了减弱。所以从植物的水力特性方面来考虑，我们认为在未来CO2升高环境下，植物将生长得更好，但在遇到突发严重逆境胁迫时会变得更为脆弱。
目前针对植物茎干木质部对于大气CO2浓度的响应存在争议。我们对前人的研究进行了仔细分析，发现通常遭受了一定程度水分胁迫后的植物，在高CO2浓度下其水力特性发生显著变化，而未遭受任何胁迫的植物对CO2浓度无显著响应。结合本研究的结果，我们认为植物茎干木质部的水力特性不直接响应于大气CO2浓度，而是与CO2浓度升高后的植物水分状况变化有关，所以在评价大气CO2浓度变化对植物水力特性的影响时，其他环境因素也需要考虑在内。
该研究在中国农业大学石羊河实验站开展完成。我中心博士研究生刘俊洲为论文第一作者，康绍忠院士为论文通讯作者，英国Lancaster大学Bill Davies教授和我中心丁日升副教授参与了研究工作。本研究获得了国家自然科学基金“作物水盐响应过程与动态阈值” （51790534）、“农业水转化多过程驱动机制与效率提升”（51621061）以及高等学校学科创新引智计划（B14002）的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.13677
