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話你知:「光呼吸」抑制生長 愈暖愈烈

【明報專訊】植物進行光合作用時,會藉着酵素Rubisco攝取溶於水中的二氧化碳,在光熱下轉化成能量。不過Rubisco也有20%跟大氣中的氧結合,產生對植物無用的2 -磷酸乙醇酸,驅使植物消耗能量將之代謝消除,並產生二氧化碳,這過程稱為「光呼吸」(photorespiration)。

由於隨溫度上升,氣體溶解於水的程度會下降,而二氧化碳的溶解程度下降得比氧顯著,因此在較暖環境中Rubisco較易攝取氧,光呼吸作用更劇烈,熱帶、亞熱帶植物因光呼吸而產生受限問題會比溫帶、寒帶地區的植物嚴重。

世界主要糧食作物中,除玉米具備減少Rubisco與氧氣結合的特殊機制外,小麥、大麥、稻米、大豆等都需要消耗大量能量於光呼吸,抑制光呼吸被視有助提升農作物產能、解決糧食危機的方案。不過亦有研究指出,過量的氧會令葉片細胞器受損,因此在高氧環境下,光呼吸可能是保護植物的機制。

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