La photosynthèse est le principal moteur du rendement en grain des espèces de cultures agricoles, donc la réduction de toute limitation des processus photosynthétiques dans ces plantes pourrait améliorer le rendement et contribuer à la sécurité alimentaire future. Diffusion de CO2 de l'air au site de carboxylation est considéré comme l'un des facteurs limitants les plus importants pour la photosynthèse en C3 espèces. Après avoir pénétré dans la feuille par les stomates, le CO2 les molécules doivent diffuser à travers la cellule du mésophylle pour atteindre les chloroplastes. Cette voie de diffusion comprend des composants anatomiques et biochimiques et est appelée conductance du mésophylle. Parmi les nombreuses caractéristiques anatomiques liées à la conductance du mésophylle, l'épaisseur des parois cellulaires est particulièrement importante, représentant près de la moitié de la résistance totale du mésophylle à la diffusion. Des études ont montré que les feuilles avec une paroi cellulaire plus épaisse ont généralement une masse foliaire par surface (LMA) plus élevée. Il n'y a cependant pas de consensus sur la question de savoir si la conductance du mésophylle est affectée par les différences de structure et d'anatomie des feuilles ou si cela varie au sein des espèces.

Les corrélations entre les traits anatomiques et physiologiques des feuilles à travers 8 génotypes de riz. LMA, masse foliaire par surface ; Sm, la surface des cellules du mésophylle faisant face aux espaces aériens intercellulaires ; Sc, la surface des chloroplastes faisant face aux espaces aériens intercellulaires ; gm, conductance du mésophylle ; Nmasse, teneur en azote des feuilles basée sur la masse ; chl, chlorophylle ; Amasse, taux de photosynthèse des feuilles basé sur la masse. Les données sont des moyennes dans le panneau F, les données sont des moyennes ± SD dans tous les autres panneaux. Crédit image : Oui et al.

Dans leur nouvelle étude publiée dans AoBP, Ye et al. rapportent que les plants de riz à haut LMA investissent plus de masse foliaire dans les parois cellulaires et possèdent une faible conductance du mésophylle, limitant la photosynthèse. L'épaisseur des feuilles plutôt que la densité des feuilles est le principal facteur déterminant de la différence de LMA. Avec l'augmentation de l'épaisseur des feuilles, la surface des cellules mésophylles (et des chloroplastes à l'intérieur) exposées aux espaces aériens intercellulaires est augmentée, mais l'épaisseur des parois cellulaires est également augmentée. Les composés de la paroi cellulaire se sont avérés représenter la majorité de la masse sèche des feuilles dans les feuilles de riz. Les auteurs ont trouvé des différences significatives entre les génotypes de riz dans leur étude, y compris un génotype avec des parois cellulaires épaisses et une conductance élevée du mésophylle, et suggèrent que de futures études explorent cette variation intraspécifique plus en détail.