A key objective for sustainable agr

A key objective for sustainable agriculture and forestry is to breed plants with both high carbon gain and water-use efficiency (WUE). At the level of leaf physiology, this implies increasing net photosynthesis (A N) relative to stomatal conductance (g s). Here, we review evidence for CO2 diffusional constraints on photosynthesis and WUE. Analyzing past observations for an extensive pool of crop and wild plant species that vary widely in mesophyll conductance to CO2 (g m), g s, and foliage A N, it was shown that both g s and g m limit A N, although the relative importance of each of the two conductances depends on species and conditions. Based on Fick’s law of diffusion, intrinsic WUE (the ratio A N/g s) should correlate on the ratio g m/g s, and not g m itself. Such a correlation is indeed often observed in the data. However, since besides diffusion A N also depends on photosynthetic capacity (i.e., V c,max), this relationship is not always sustained. It was shown that only in a very few cases, genotype selection has resulted in simultaneous increases of both A N and WUE. In fact, such a response has never been observed in genetically modified plants specifically engineered for either reduced g s or enhanced g m. Although increasing g m alone would result in increasing photosynthesis, and potentially increasing WUE, in practice, higher WUE seems to be only achieved when there are no parallel changes in g s. We conclude that for simultaneous improvement of A N and WUE, genetic manipulation of g m should avoid parallel changes in g s, and we suggest that the appropriate trait for selection for enhanced WUE is increased g m/g s.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วัตถุประสงค์สำคัญเพื่อการเกษตรยั่งยืนและป่าไม้จะแพร่พันธุ์พืช มีคาร์บอนสูงทั้งสองได้รับ และ ใช้น้ำอย่างมีประสิทธิภาพ (WUE) ระดับของสรีรวิทยาใบไม้ นี้หมายถึงเพิ่มขึ้นสุทธิการสังเคราะห์ด้วยแสง (A N) สัมพันธ์กับ stomatal ต้านทาน (g s) ที่นี่ เราตรวจสอบหลักฐานสำหรับข้อจำกัด diffusional CO2 ในการสังเคราะห์ด้วยแสงและ WUE วิเคราะห์ผ่านการสังเกตการมีสระว่ายน้ำกว้างขวางของพืชและพืชป่าชนิดที่แตกต่างกันในการต้านทาน mesophyll กับ CO2 (g m), g s และ A N ใบมันที่แสดงว่า g s และ g m จำกัด A N แม้ว่าความสำคัญของแต่ละ conductances สองขึ้นอยู่กับพันธุ์และสภาพการ ตามกฎหมายของ Fick แพร่ WUE intrinsic (อัตราส่วน s/N g) ควรซึ่งอัตราส่วน g m/g s และไม่ m g เอง แน่นอนมักจะมีสังเกตเช่นความสัมพันธ์ในข้อมูล อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นอกจากแพร่ A N ยังขึ้นอยู่กับความจุ photosynthetic (เช่น V c สูงสุด), ความสัมพันธ์นี้จะไม่เสมอยั่งยืน มันถูกแสดงเท่านั้นเป็นกรณีที่น้อยมาก เลือกลักษณะทางพันธุกรรมมีผลในเพิ่มพร้อมทั้ง A N และ WUE ในความเป็นจริง การตอบสนองได้ไม่ถูกตรวจสอบในแปลงพันธุกรรมพืชดัดโดยเฉพาะวิศวกรรมเพื่ออย่างใดอย่างหนึ่ง s g ลดลง หรือเพิ่ม g m แม้ว่า m g เพิ่มขึ้นเพียงอย่างเดียวจะส่งผลให้เพิ่มการสังเคราะห์ด้วยแสง และอาจเพิ่ม WUE ปฏิบัติ WUE สูงดูเหมือนว่าต้องทำได้เฉพาะเมื่อมีเปลี่ยนแปลงไม่พร้อมกันใน g เราสรุปว่า พร้อมปรับปรุง WUE และ A N, g m การจัดการพันธุกรรมควรหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงแบบขนานใน g และเราขอแนะนำว่า ติดที่เหมาะสมสำหรับการเลือกสำหรับ WUE พิเศษ s m/g g เพิ่มขึ้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วัตถุประสงค์ที่สำคัญสำหรับการทำการเกษตรแบบยั่งยืนและการป่าไม้คือการขยายพันธุ์พืชที่มีทั้งกำไรคาร์บอนสูงและมีประสิทธิภาพการใช้น้ำ (WUE) ในระดับของสรีรวิทยาใบนี้หมายถึงการเพิ่มการสังเคราะห์แสงสุทธิ (เป็น) เมื่อเทียบกับสื่อกระแสไฟฟ้าปากใบ (GS) ที่นี่เราตรวจสอบหลักฐาน จำกัด diffusional CO2 ในการสังเคราะห์แสงและ WUE การวิเคราะห์ข้อสังเกตที่ผ่านมาสำหรับสระว่ายน้ำที่กว้างขวางของพืชและพันธุ์พืชป่าที่แตกต่างกันอย่างแพร่หลายในสื่อกระแสไฟฟ้า mesophyll เพื่อ CO2 (กรัม), GS, และใบมันก็แสดงให้เห็นว่าทั้งสอง GS และกรัมขีด จำกัด แม้ว่าความสำคัญของแต่ละ สอง conductances ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์และเงื่อนไข ขึ้นอยู่กับกฎหมายของ Fick แพร่ภายใน WUE (อัตราส่วนคำ / GS) ควรมีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนกรัม / GS และไม่กรัมตัวเอง ดังกล่าวมีความสัมพันธ์แน่นอนมักจะตั้งข้อสังเกตในข้อมูล อย่างไรก็ตามเนื่องจากการแพร่กระจายนอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับความสามารถในการสังเคราะห์แสง (เช่นควีสูงสุด) ความสัมพันธ์นี้จะไม่ยั่งยืนเสมอ มันแสดงให้เห็นว่ามีเพียงในบางกรณีการเลือกพันธุ์ที่มีผลในการเพิ่มขึ้นพร้อมกันของทั้งสองและ WUE ในความเป็นจริงเช่นการตอบสนองไม่เคยมีการตั้งข้อสังเกตในพืชดัดแปลงพันธุกรรมออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการ GS ที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้นก. ม. แม้ว่าจะเพิ่มขึ้นเพียงอย่างเดียวกรัมจะส่งผลในการเพิ่มการสังเคราะห์แสงและอาจเพิ่มขึ้น WUE ในทางปฏิบัติ WUE ที่สูงขึ้นน่าจะทำได้ก็ต่อเมื่อไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนานกรัม s เราสรุปได้ว่าสำหรับการปรับปรุงพร้อมกันของ WUE และการจัดการทางพันธุกรรมของกรัมควรหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงขนานใน GS และเราแสดงให้เห็นว่าลักษณะที่เหมาะสมสำหรับการเลือกสำหรับ WUE ที่เพิ่มขึ้นจะเพิ่มขึ้นกรัม / กรัม s

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อการเกษตรที่ยั่งยืน และป่าไม้ เป็นสายพันธุ์พืชที่มีทั้งประสิทธิภาพการใช้น้ำและคาร์บอนสูงได้ ( มีค่า ) ที่ระดับสรีรวิทยาใบนี้หมายถึงการเพิ่มการสังเคราะห์แสงสุทธิของใบ ( N ) เมื่อเทียบกับระบบ G S ) ที่นี่เราตรวจสอบหลักฐานข้อจำกัด diffusional CO2 ในการสังเคราะห์แสงและมีค่า .วิเคราะห์ข้อสังเกตที่ผ่านมาสำหรับสระว่ายน้ำที่กว้างขวางของพืชและสัตว์ป่าชนิดพืชที่แตกต่างกันอย่างกว้างขวางในความสงสารจับใจความนำกับ CO2 ( g ) G S , และใบไม้ที่อยู่ พบว่าทั้ง G และ G M วงเงิน N แม้ว่าความสำคัญสัมพัทธ์ของแต่ละของทั้งสอง conductances ขึ้นอยู่กับชนิดและเงื่อนไข ตามกฏของฟิคของการแพร่กระจายแท้จริงมีค่า ( อัตราส่วน n / G S ) ควรมีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนของ G M / G S และ G M เอง เช่น ความสัมพันธ์ก็มักจะพบในข้อมูล อย่างไรก็ตาม เนื่องจากนอกจากแพร่ n ขึ้นอยู่กับความจุสังเคราะห์แสง ( คือ V C max ) , ความสัมพันธ์นี้มักไม่ยั่งยืน พบว่าในไม่กี่กรณีการคัดเลือกพันธุกรรมมีผลในการเพิ่มขึ้นของพร้อมกันทั้ง N และมีค่า . ในความเป็นจริง การตอบสนองดังกล่าวไม่เคยถูกพบในพืชดัดแปลงพันธุกรรมวางแผนโดยเฉพาะเพื่อการลดหรือเพิ่ม G G G M M . ถึงแม้ว่าการอยู่คนเดียวจะส่งผลเพิ่มการสังเคราะห์แสง และอาจมีค่าเพิ่มขึ้น ในการปฏิบัติมีค่าสูงกว่าที่ดูเหมือนจะเกิดขึ้นได้เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงขนานใน g s เราสรุปได้ว่า การปรับปรุงพร้อมกันของ N และมีค่า , การจัดการทางพันธุกรรมของ G M ควรหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงขนานในกรัม , และเราแนะนำว่า ลักษณะที่เหมาะสมสำหรับการเพิ่มมีค่าเพิ่มขึ้น G M / g .