Elevated CO2 concentration (eCO2) can modulate the response of crop plants to drought stress (DS). This study aimed to investigate the response of leaf gas exchange, chlorophyll fluorescence, antioxidant activities, osmotic adjustment substance, phytohormone and signal transduction regulatory enzymes, as well as related genes in foxtail millet to DS (water stress for 10 days), ambient condition (aCO2, 400 μmol mol−1) and eCO2 (600 μmol mol−1). eCO2 significantly increased the net photosynthetic rate, maximum net photosynthetic rate, chlorophyll a content, transpiration rate and stomatal conductance, but did not affect leaf instantaneous water‐use efficiency under DS. eCO2 also significantly enhanced the quantum yield of Photosystem II (PSII), photosynthetic electron transport, and proportion of open PSII reaction centers under DS. Moreover, eCO2 significantly increased abscisic acid (ABA) content, proline content, and the activities of peroxidase, superoxide dismutase, and calcium‐dependent protein kinase under DS, leading to a significant reduction in malondialdehyde content. eCO2 significantly increased the expressions of gene encoding ABA‐, stress‐ and ripening‐induced proteins and ABA‐responsive element binding factor under DS. Our results clearly demonstrated the vital role of eCO2 in mitigating the drought‐induced damage over ambient CO2 grown foxtail millet.

中文翻译：

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CO2 浓度升高通过减轻谷子 （Setaria italica） 的氧化应激和增强碳同化来提高耐旱性


CO2 浓度升高 （eCO2） 可以调节农作物对干旱胁迫 （DS） 的反应。本研究旨在研究谷子叶片气体交换、叶绿素荧光、抗氧化活性、渗透调节物质、植物激素和信号转导调节酶以及相关基因对 DS（水分胁迫 10 d）、环境条件（aCO2,400 μmol mol-1）和 eCO2 （600 μmol mol-1）的响应。eCO2 显著提高了 DS 下叶片的净光合速率、最大净光合速率、叶绿素 a 含量、蒸腾速率和气孔导度，但不影响叶片瞬时水分利用效率。eCO2 还显著提高了 DS 下光系统 II （PSII） 的量子产率、光合电子传输和开放 PSII 反应中心的比例。此外，eCO2 显著提高了 DS 下脱落酸 （ABA） 含量、脯氨酸含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶和钙依赖性蛋白激酶的活性，导致丙二醛含量显著降低。eCO2 显著增加 DS 下编码 ABA、应激和成熟诱导蛋白的基因以及 ABA 反应元件结合因子的表达。我们的结果清楚地表明了 eCO2 在减轻干旱对环境 CO2 生长的谷子造成的损害方面的重要作用。