C₃气体交换分析将C₃–C₄中间型叶片中的维管束鞘再固定作用解读为负的日间呼吸

C3–C4中间型（C2）植物在维管束鞘中对光呼吸产生的甘氨酸进行脱羧，其中释放的部分CO2被Rubisco重新固定，但研究者仍使用针对C3叶片建立的方法分析其气体交换。我利用已发表的36 °C下C3和C2黄菀属（Flaveria）植物及其近缘类群的补偿点和Laisk测量数据，对von Caemmerer的C3–C4模型进行了校准，并以实验研究者通常采用的方式分析了模型生成的叶片。在采用该叶片真实的Rubisco动力学参数和叶肉导度时，Farquhar–von Caemmerer–Berry模型拟合能够准确描述其CO2响应，但得到的日间呼吸速率（Rd）为−5.4 mol m−2 s−1，而真实值为1.2 mol m−2 s−1，同时分别低估最大羧化速率和最大电子传递速率12%和11%。Rd的低估量等于叶肉CO2浓度达到光呼吸补偿点（Γ*）时维管束鞘的净CO2固定速率，所有叶片中两者的偏差均不超过5.3%。经叶肉导度校正后，Laisk法得到的Γ*为42 bar，而真实值为65 bar；氧斜率法则高估Rubisco特异性26%–53%。对已发表的两种C3–C4中间型Moricandia属植物的响应曲线进行拟合，得到的Rd为−2.5 mol m−2 s−1，而其同属C3植物的Rd为1.1 mol m−2 s−1。若采用相同方法拟合得到的Rd远低于C3近缘类群，则表明存在维管束鞘CO2再固定，而非拟合失败。

作者声明不存在利益冲突。

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关键词：C₃–C₄中间型植物 · 维管束鞘CO₂再固定 · 光呼吸 · 叶片气体交换 · 日间呼吸估算 · 光合作用模型

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.12.758566v1?rss=1