我園植物生理生態(tài)研究組在曹坤芳研究員帶領下，立足探索前沿性科學問題，通過國際合作引進新的研究方法、技術和拓寬培養(yǎng)人才渠道，最近幾年在樹木生理學研究方面不斷取得原創(chuàng)性研究成果。繼上半年該組關于龍腦香樹木生理學研究成果在國際重要期刊《Functional Ecology》和《Tree Physiology》發(fā)表兩篇論文，最近又分別在《Plant, Cell and Environment》，《Functional Ecology》、《Planta》、《Physiologia Plantarum》、《Tree Physiology》和《Forest Ecology and Management》等期刊發(fā)表了系列重要研究成果。截至目前，本年度該組已發(fā)表SCI收錄論文15篇，其中影響因子大于2.0的共有8篇，大于3.0的有4篇。
相關研究進展介紹：
生物的許多性狀受其系統(tǒng)發(fā)育的影響，表現(xiàn)為系統(tǒng)發(fā)育關系相近的物種其某些性狀特征也相似。過去20多年來，隨著分子系統(tǒng)發(fā)育學研究方法的成熟和許多生物類群分子系統(tǒng)樹的發(fā)表，使得在系統(tǒng)發(fā)育基礎上探討生物性狀的進化與適應成為可能，國外學者建立了相關的檢測方法和軟件。但是，以前的方法主要是對單一性狀特征進行有無系統(tǒng)發(fā)育信號和成對性狀是否關聯(lián)進化進行檢測。實際上生物的多個性狀可能是相互關聯(lián)的。鄭麗等在《Functional Ecology》發(fā)表了一個新的檢測植物功能性狀是否受系統(tǒng)發(fā)育性狀影響的多元分析方法。以同質園栽培的9種木蓮屬幼苗為研究材料，新方法的分析結果表明把植物幾個相關的生理生態(tài)性狀組合起來并且考慮種內特征的差異來分析提高了系統(tǒng)發(fā)育信號、或使原來單個性狀分析時沒有系統(tǒng)發(fā)育信號的相關性狀組合起來則有顯著系統(tǒng)發(fā)育信號。有些性狀如葉片的光合熱穩(wěn)定性、葉片各組織的厚度無論單獨分析還是組合起來分析都沒有系統(tǒng)發(fā)育信號，它們的發(fā)育主要受生長環(huán)境條件影響。陳軍文等發(fā)表在《Planta》的文章對比研究了熱帶森林3種常綠和3種落葉大戟科樹種的水力結構特征。發(fā)現(xiàn)落葉樹木比常綠樹木有較大的導管，較低的木材密度，較高的木質部水力導度，但是前者木質部輸導組織更容易發(fā)生干旱引起的木質部氣穴化栓塞，抗旱能力差。常綠樹葉片輸導組織比枝條輸導組織更容易發(fā)生干旱引起的氣穴化栓塞，落葉樹沒有此現(xiàn)象。葉片導水率與葉片解剖結構相關，而枝條木質部導水率與木質部解剖結構相關。枝條木質部輸導組織的導水效率與安全性反相關，而葉片輸導組織沒有這種權衡關系。熱帶落葉樹木在旱季落葉可能與它們木質部輸導組織對干旱引起的氣穴化更敏感有關。
章永江等發(fā)表在《Plant, Cell and Environment》的文章探討了在干熱的稀樹草原生長一種豆科樹木（Sclerolobium paniculatum）樹冠枝條枯死的生理機理。在熱帶稀樹草原該植物可長到10米多高，但是隨著樹高的增大，樹冠枯死枝條增多，個體死亡率增加。他們的研究發(fā)現(xiàn)，隨著樹高增加，該植物的一系列生理生態(tài)特征向適應更加缺水的方向發(fā)展，如木材密度和葉片單位面積干重增加，而枝條葉面積與邊材截面積比、木質部導水率、葉片大小、葉片的氣孔密度和光合能力都降低，植物生長減慢，其結果導致較高大的植物獲得較少的碳投資收益，并且在極端干旱年份受到更嚴重的脅迫和饑餓，從而枝條或植株枯死。
郝廣友等發(fā)表在《Tree Physiology》的文章報道了熱帶海濱內灘矮紅樹（Rhizophora mangle）生態(tài)型根系液流倒流現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是由于土壤水勢梯度引起的被動過程，對于稀釋上層根系的鹽分有好處，但是增加了水分和能量消耗，同時不利于木質部氣穴化修復，可能是矮紅樹矮化的一個重要原因。土壤干旱的生境根系液流倒流或再分配已有報道，該文首次報道了鹽生生境樹木根系液流倒流現(xiàn)象。
朱俊杰等發(fā)表在《Physiologia Plantarum》的文章報道了元江干熱河谷常綠樹毛枝青岡在脅迫條件下的光保護機制。該植物有發(fā)達的抗氧化系統(tǒng)，冬季其抗氧化系統(tǒng)活性顯著加強，而在缺水嚴重的干熱時期，抗氧化系統(tǒng)活性受到抑制，但是處于抗氧化系統(tǒng)起始端的超氧化物歧化酶始終保持高活性狀態(tài)，而處于抗氧化系統(tǒng)后端的谷胱甘肽過氧化物酶的活性反而提高，特別是此時由葉黃素循環(huán)導致的熱耗散大大加強。正是得益于其發(fā)達的光保護機制，在葉片水勢很低(-3至-4MPa)的情況下，毛枝青岡仍能維持光合機構的穩(wěn)定性和一定的光合合成。
