Yu等人2022年5月11日发表的研究,讨论Actinidia kolomikta开花期间生殖枝上的白叶。研究同时比较叶片结构、气体交换和叶绿素荧光,追问白叶如何仍保留相当的光合能力。作者提出的解释,落在栅栏叶肉与海绵叶肉承担的不同角色上;以下将学名简称为A. kolomikta。

两类叶片首先具有不同的细胞排列。绿叶栅栏叶肉由紧密排列、拉长的柱状细胞组成,与上表皮紧密接触。白叶对应位置却多为圆形或不规则细胞,未呈现典型栅栏细胞形态;上表皮与叶肉之间,或叶肉细胞层内部,还可见间隙。结果文字同时记录,白叶的栅栏层与海绵层都比绿叶厚。增厚发生在两层,细胞形状和排列的变化却需要分别描述。

叶绿体状态进一步分开了这两层。绿叶的栅栏、海绵细胞中,都记录到正常叶绿体以及较丰富的类囊体膜和淀粉粒。白叶栅栏细胞中的叶绿体发育异常、受损,部分膜缺失或显得不清楚;白叶海绵细胞中则保留规则、有功能的叶绿体,具有丰富基粒和明显淀粉粒。因此,白叶栅栏层虽较厚,却没有与绿叶同样的叶绿体状态;同片白叶的海绵层又呈现另一种状态。层的厚度与其中叶绿体的发育,并未形成一条可以相互替代的记录。

整叶气体交换仍给出了相当的光合作用记录。白叶与绿叶的日内净光合速率都呈双峰趋势,绿叶较高;在其中一个记录时点,白叶净光合速率约为绿叶的82%。讨论另列,白叶全天净光合作用总量为绿叶的70%。一个时点的速率比与全天总量比,回答的是不同的时间口径,不能将82%直接改作全天比例。

从叶片不同表面所得的比较,也不完全相同。结果段说,从上表面测得的光饱和净光合速率,绿叶高于白叶;从下表面测得的对应数值,白叶与绿叶差异很小。这使整叶的白、绿比较继续细分到两个表面。作者没有仅凭叶片外观,便为两侧安排同一种光合变化。

荧光结果又将这些表面记录与内部组织联系起来。白叶上表面的光系统Ⅱ最大量子效率低于绿叶,下表面的关系却相反;下表面的电子传递量子产率也高于绿叶。论文说明,上下表面信号主要反映栅栏和海绵组织的活动,因此这些结果间接支持白叶海绵层光化学活动增强的解释。截面荧光结果的文字随后进一步记录,白叶栅栏层的相关荧光强度与最大量子效率低于绿叶,海绵层则高于绿叶。表面信号与截面组织比较分别提供证据,并非同一次记录的两个名称。

作者将海绵细胞内保留的功能叶绿体,与较强的光化学活动合在一起,提出海绵层可能补偿栅栏层降低的光合能力。讨论还列出其他白叶植物的不同情况:有的依靠栅栏细胞保留功能叶绿体,有的具有更多栅栏细胞层。A. kolomikta这项研究因而没有把所有白叶归为同一种维持途径,而是将海绵层的作用作为本材料的具体解释。

本文依据原研究连续文字整理,未查看图像或从图表取数,不将这些结果转为温光、栽培或产量建议。

资料来源:
[1] [Enhancement of Photosynthetic Capacity in Spongy Mesophyll Cells in White Leaves of Actinidia kolomikta](https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2022.856732/full)

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