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      根壓對于復(fù)蘇植物銹色蛛毛苣苔脫水之后的恢復(fù)具有重要作用

      發(fā)布時(shí)間:2022-08-29
      來源:科技外事處

        復(fù)蘇植物能夠忍受極端干旱的生境,其組織絕對含水量可以降低至10%以下而不會(huì)發(fā)生死亡(相當(dāng)于與相對濕度為50%的空氣達(dá)到平衡、或忍受-100 MPa以下的水勢),且在復(fù)水之后能夠快速恢復(fù)生理功能。復(fù)蘇植物主要集中在地衣、苔蘚以及蕨類植物中。大多數(shù)被子植物的種子也具有脫水耐性,但營養(yǎng)體具有脫水耐性的被子植物較為罕見目前已報(bào)道的被子植物中具有復(fù)蘇能力的僅有135種,其中具有木質(zhì)化莖的僅有分布于南非的折扇葉科植物密羅木(Myrothamnus flabellifolia)。苦苣苔科植物中目前有9個(gè)屬被報(bào)道具有復(fù)蘇植物,雖然蛛毛苣苔屬在文獻(xiàn)中提到可能存在復(fù)蘇植物,然而尚缺少直接的證據(jù) 

        版納植物園樹木年輪與環(huán)境演變研究組付培立副研究員在版納植物園就讀博士期間發(fā)現(xiàn)綠石林山頂?shù)匿P色蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)在干季葉片內(nèi)卷,如枯死了一般,然而在一場雨之后就能很快煥發(fā)生機(jī)(圖1),因此推測其可能是一種復(fù)蘇植物。為此,付培立副研究員和范澤鑫研究員與安徽師范大學(xué)、云南大學(xué)、西澳大學(xué)以及緬因大學(xué)的科研人員合作,結(jié)合野外采樣和盆栽植株的方法,進(jìn)一步研究了銹色蛛毛苣苔在干旱以及干旱之后復(fù)水過程中葉片氣體交換、葉片含水量、葉片水力導(dǎo)度以及根壓等參數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)野外采集和盆栽植株干旱處理的銹色蛛毛苣苔葉片含水量均能降低至10%以下,且在復(fù)水之后,葉片含水量和生理功能得到快速恢復(fù)。其中葉片含水量和葉片水力導(dǎo)度在復(fù)水48小時(shí)內(nèi)可恢復(fù)到干旱前水平,而葉片氣體交換能力恢復(fù)的速度相對較慢。在干旱后的復(fù)水過程中銹色蛛毛苣苔的根壓快速升高,其中平均最大根壓為19.8 kPa,為水分良好植株的兩倍,該靜水壓可使植物導(dǎo)管內(nèi)的水柱上升2 m。復(fù)水后根壓快速升高可能是銹色蛛毛苣苔枝條和葉片內(nèi)導(dǎo)管栓塞化修復(fù)的主要?jiǎng)恿ΑdP色蛛毛苣苔是目前已報(bào)道的第二種具有木質(zhì)化莖的復(fù)蘇植物,同時(shí)研究也暗示了根壓在復(fù)蘇植物干旱后復(fù)水過程中具有重要意義。 

        相關(guān)研究成果以Leaf gas exchange and water relations of the woody desiccation-tolerantParaboea rufescens during dehydration and rehydration為題,發(fā)表于植物學(xué)期刊AoB PLANTS上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院項(xiàng)目以及云南省項(xiàng)目的支持。 

        1 雨季、干季的以及具有較長木質(zhì)化莖的銹色蛛毛苣苔植株 

        2 水分狀況良好(a)和干旱后復(fù)水過程(b)銹色蛛毛苣苔植株根壓和(c)葉片展開情況的動(dòng)態(tài)變化。圖ab中,陰影部分表示從晚上19:00點(diǎn)至第二天早上7:00 

      本文作者:付培立

      責(zé)任編輯:張維靜
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