PJ | 中国科学院硕士第一作者《Plant Journal》发表研究论文，首次系统揭示了缺钾限制光合作用的生理调控机制。

背景：钾是植物三大主要矿质元素之一，缺钾会降低光合速率并抑制生长。传统观点认为缺钾主要通过影响保卫细胞渗透调节导致气孔关闭限制光合作用，但缺钾影响叶肉导度的生理机制尚不明确。研究目的：以番茄为研究对象，结合气体交换、细胞解剖和转录组分析，首次系统揭示缺钾限制光合作用的生理调控机制。结论：研究发现缺钾番茄叶片叶肉导度大幅下降并非因解剖结构变化，而是通过调控基因表达实现。在扩散限制方面，缺钾下调了质膜水通道蛋白和碳酸酐酶基因表达，降低CO2跨膜转运和碳酸氢盐/CO2转化效率，导致叶肉导度下降；在生化限制方面，缺钾抑制Rubisco小亚基和活化酶基因表达，降低Rubisco最大羧化速率。此外，缺钾在波动光条件下加速气孔关闭、抑制开放，钾离子和钙离子通道相关基因差异化表达是分子基础。该研究揭示了钾通过基因表达调控而非重塑细胞结构影响光合作用，为理解钾在优化光合效率中的核心作用提供了新视角。