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趨勢快訊
新系統「Stomata in-Sight」即時觀測植物氣孔運作
2026/02/23
摘要
透過嚴格控制的環境,即時觀察氣孔的微小變化,並可同步測量葉片與空氣間二氧化碳吸收與水分散失量。了解氣孔數量與其運作方式如何影響光合作用與用水效率,可幫助培育耐旱作物,穩定農業生產。

新系統「Stomata in-Sight」即時觀測植物氣孔運作

氣孔運作與植物生理功能

  植物透過葉片上的微小氣孔進行「呼吸」,氣孔吸收二氧化碳進行光合作用,同時讓水分散失到空氣中。氣孔開閉的狀態,直接影響了植物的生長效率與耐旱能力。然而長期以來,科學家難以在真實環境條件下,同時觀察氣孔運作並量化其氣體交換的影響。

Stomata in-Sight 系統的開發背景

  美國伊利諾大學( University of Illinois )的研究團隊開發出名為「Stomata in-Sight」的新系統,使研究人員能在嚴格控制的環境中,即時觀察氣孔的微小變化,並同步測量葉片與空氣間的二氧化碳吸收與水分散失量。

系統整合的關鍵技術組成

  該系統整合三項關鍵技術:活體共軛焦顯微鏡可在不破壞葉片的情況下,取得氣孔高解析度的立體影像;高精度氣體交換感測器可即時量測光合作用與蒸散作用;環境控制艙則可精準調整光照、溫度、濕度與二氧化碳濃度,以模擬各種自然條件。透過技術整合,研究人員能直接觀察氣孔如何隨環境變化即時開閉。

氣孔研究在農業生產中的意義

  研究團隊指出,氣孔是農業生產的關鍵調節因子,當氣孔開啟時,植物能吸收生長所需的碳,但同時也會流失水分。因此,了解氣孔數量與其運作方式如何影響光合作用與水分利用效率,有助於培育耐旱、節水且穩定產量的作物。

氣孔觀測技術的研究應用方向

  關鍵技術的突破,為解析氣孔開閉的調控機制提供全新視角,有助於辨識提升水分利用效率的關鍵基因。該系統將有助於培育在乾旱或水資源有限的環境中,仍維持高生產力的作物,對糧食、生質能源與生物製品的永續生產具有重要意義。

【延伸閱讀】-了解植物氣孔開關機制,為適應乾旱及高溫氣候提供更多對策


FAQ

內文指出,氣孔負責吸收二氧化碳進行光合作用,並讓水分散失到空氣中。

系統可同步測量葉片與空氣間的二氧化碳吸收量與水分散失量。

內文說明,系統整合活體共軛焦顯微鏡、高精度氣體交換感測器與可調控環境條件的控制艙。

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