植物是自然界中的主要形態之一,是我們身邊最熟悉的事物,它們往往靜靜佇立或是提供給人類必須的食物、工業原料。植物的生長在內部生理狀態方面,主要表現在莖流速度、激素、葡萄糖等小分子和pH的變化。因此就發明了許多可以監測研究以上變化的一起。比如利用植物莖流測量儀來測量植物的莖流速度,以西瓜為例,科研人員發現了西瓜更喜夜間生長。
科研人員在西瓜莖稈上幾個關鍵位點部署了莖流傳感器,長期無損地觀察了水分在西瓜葉片、果實、莖稈等不同器官上的動態分配情況。通過對莖流數據的分析,研究團隊首次發現了西瓜果實生長與光合作用不同步的現象。
科研人員解釋,西瓜果實的組成絕大部份是水(95%左右),然而莖流傳感器測量發現:在白天只有極少部分水被運輸入果實用于生長(5%),絕大部分水被葉片蒸騰作用消耗掉;但是到了夜間,幾乎所有的水分都被運輸到果實,絕對莖流量相對日間增加了10倍。“白天積累的光合產物導致的滲透勢差應該是夜晚莖流激增的主要原因。同時,夜晚沒有蒸騰作用消耗水分,促使大量徑流輸入到西瓜果實,從而實現了果實的重量增加與體積膨大。
科研團隊表示,水是珍貴的農業資源,基于莖流對西瓜等耐旱作物體內水分運輸和抗旱機理的解析,將為全球干旱地區的農業生產、節水灌溉、抗旱作物選育提供新的理論依據和技術支持。