Диффузионные и метаболические ограничения фотосинтеза у растений с C₃-фотосинтезом при засухе и засолении

Засуха и засоление — широко распространённые условия окружающей среды, при которых растения испытывают дефицит воды. Низкая доступность воды считается главным экологическим фактором, ограничивающим фотосинтез и, как следствие, рост и урожайность растений во всём мире. Долгое время не утихали споры о том, ограничивают ли засуха и засоление фотосинтез преимущественно из-за диффузионных сопротивлений или нарушения метаболических процессов. На основании обзора измерений in vitro и in vivo сделан вывод, что при стрессе от слабого до достаточно сильного засоление и засуха преимущественно ограничивают диффузию CO₂ в листьях за счёт снижения устьичной и мезофильной проводимости, но не биохимической способности к ассимиляции CO₂. Общее нарушение метаболизма, наблюдаемое при более сильном стрессе, указывает на развитие вторичного окислительного стресса, особенно при высокой освещённости. Оценки ограничений фотосинтеза, основанные на его реакции на концентрацию CO₂ в межклетниках, могут приводить к ошибочным выводам даже с учётом неоднородного закрытия устьиц и относительного увеличения кутикулярной проводимости: из-за снижения мезофильной проводимости концентрация CO₂ в хлоропластах стрессированных листьев может быть значительно ниже, чем в межклетниках. Измерения, основанные на реакции фотосинтеза на концентрацию CO₂ в хлоропластах, часто подтверждают, что фотосинтетический потенциал сохраняется, но фотосинтез в листьях, подвергшихся засухе или засолению, ограничен диффузионными сопротивлениями.