在气候变化加剧和全球人口持续增长的双重压力下，进一步提升作物生产潜力以筑牢粮食安全防线，已成为当前植物科学和农学研究领域亟待破解的核心命题。自然光照动态波动场景中广泛存在的非稳态光合作用（如光合诱导过程）是影响植物碳同化效率及最终产量形成的重要生理途径；然而，由于内在调控机制错综复杂以及相关测量方法存在较高技术门槛，该过程在作物育种实践中的潜力长期未得到充分挖掘。依托叶片光合作用过程中碳同位素分馏理论及方法学上的优势积累，我院宋欣教授课题组基于该技术方法，系统验证了叶绿素荧光法在实时定量叶片光合诱导过程中叶肉导度（g_m）变化的可行性，并定量分析了棉花历史品系光合诱导过程中光合关键参数的变化。该工作发表于植物学领域国际权威杂志Plant Physiology （详见链接：https://bio.szu.edu.cn/info/1020/2879.htm）。论文发表同期，Plant Physiology 在其News and Views专栏配发了法国巴黎萨克雷原子能委员会Pablo Ignacio Calzadilla教授撰写的题为“Building resistance: Stomatal and mesophyll conductance as variables limiting photosynthetic induction”的评述专文，对该工作进行了推荐和点评（https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf199）。

在田间环境中定量测定光合诱导期间g_m的实时动态变化，一直是植物生理学研究中的重要挑战。尽管碳稳定同位素法具有较高的精确性和可靠性，但由于其所需的可调谐激光光谱仪体积大、造价昂贵，难以在田间条件下广泛应用于大规模样本测定。为此，宋欣教授课题组博士后潘勇辉等研究人员以此前建立的激光碳同位素测量方法为参照，系统验证了叶绿素荧光法在棉花光合诱导研究中的可行性与可靠性。正如Calzadilla在评述中所指出，这一突破为科研人员提供了一种低成本、易推广的技术手段，可在田间条件下实现g_m动态变化的实时便捷监测，从而有助于深化对光合诱导过程的全面理解。评述进一步指出，该研究通过对棉花历史品系非稳态光合能力及其关键组分的系统比较，结合时间积分限制分析框架，揭示了气孔导度响应迟滞是限制棉花非稳态光合效率提升的主要限制因素，这一发现为在波动光环境下培育更高效的棉花品系提供了明确的方向。正如Calzadilla总结所言：“在对光合生理机制的理解与在波动环境下识别可用于作物改良的性状之间，仍存在一定脱节。Pan等人的研究通过深入解析光合诱导过程，为弥合基础研究与育种应用之间的鸿沟做出了贡献（There is a gap between understanding photosynthetic physiology and identifying traits for crop improvement in a fluctuating environment. Pan and co-authors contribute to closing this gap by understanding photosynthetic induction）。”

宋欣教授课题组近年来聚焦于植物叶片光合生理生态领域的前沿科学问题，围绕光合CO₂同化过程的碳、氧同位素分馏机制及测量方法，取得了一系列具有国际影响力的重要进展。近三年间，课题组在该方向共发表高水平论文3篇。值得一提的是所有3篇论文均获得了国际同行的专文推荐和评述：除本研究外，Liu et al. (New Phytologist; 2022，233：360-372) 首次利用稳定同位素在线平台实现了光合诱导过程中各生理组分量化限制的动态评估，该研究获得了Faculty of 1000的高分推荐（https://doi.org/10.3410/f.740927852.793592538）；Rao et al. (New Phytologist; 2024, 243：2102-2114）则进一步拓展了光合过程氧同位素分馏的理论框架，并据此提出了C₄植物叶肉细胞导度的全新估算方法，该研究在论文发表同期即获New Phytologist的专文评述（https://doi.org/10.1111/nph.19910）。这些研究成果有力推动了稳定同位素前沿方法在揭示植物光合环境响应机制方面的应用与发展，充分体现了宋欣教授课题组在同位素生理生态研究领域的原创性贡献和国际影响力。