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根压对于复苏植物锈色蛛毛苣苔脱水之后的恢复具有重要作用

时间:2022-08-29  来源:科技外事处  浏览次数:   作者:付培立     打印  字体: 关闭

  复苏植物能够忍受极端干旱的生境,其组织绝对含水量可以降低至10%以下而不会发生死亡(相当于与相对湿度为50%的空气达到平衡、或忍受-100 MPa以下的水势),且在复水之后能够快速恢复生理功能。复苏植物主要集中在地衣、苔藓以及蕨类植物中。大多数被子植物的种子也具有脱水耐性,但营养体具有脱水耐性的被子植物较为罕见目前已报道的被子植物中具有复苏能力的仅有135种,其中具有木质化茎的仅有分布于南非的折扇叶科植物密罗木(Myrothamnus flabellifolia)。苦苣苔科植物中目前有9个属被报道具有复苏植物,虽然蛛毛苣苔属在文献中提到可能存在复苏植物,然而尚缺少直接的证据 

  版纳植物园树木年轮与环境演变研究组付培立副研究员在版纳植物园就读博士期间发现绿石林山顶的锈色蛛毛苣苔(Paraboea rufescens)在干季叶片内卷,如枯死了一般,然而在一场雨之后就能很快焕发生机(图1),因此推测其可能是一种复苏植物。为此,付培立副研究员和范泽鑫研究员与安徽师范大学、云南大学、西澳大学以及缅因大学的科研人员合作,结合野外采样和盆栽植株的方法,进一步研究了锈色蛛毛苣苔在干旱以及干旱之后复水过程中叶片气体交换、叶片含水量、叶片水力导度以及根压等参数的变化。发现野外采集和盆栽植株干旱处理的锈色蛛毛苣苔叶片含水量均能降低至10%以下,且在复水之后,叶片含水量和生理功能得到快速恢复。其中叶片含水量和叶片水力导度在复水48小时内可恢复到干旱前水平,而叶片气体交换能力恢复的速度相对较慢。在干旱后的复水过程中锈色蛛毛苣苔的根压快速升高,其中平均最大根压为19.8 kPa,为水分良好植株的两倍,该静水压可使植物导管内的水柱上升2 m。复水后根压快速升高可能是锈色蛛毛苣苔枝条和叶片内导管栓塞化修复的主要动力。锈色蛛毛苣苔是目前已报道的第二种具有木质化茎的复苏植物,同时研究也暗示了根压在复苏植物干旱后复水过程中具有重要意义。 

  相关研究成果以Leaf gas exchange and water relations of the woody desiccation-tolerant Paraboea rufescens during dehydration and rehydration为题,发表于植物学期刊AoB PLANTS上。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院项目以及云南省项目的支持。 

  1 雨季、干季的以及具有较长木质化茎的锈色蛛毛苣苔植株 

  2 水分状况良好(a)和干旱后复水过程(b)锈色蛛毛苣苔植株根压和(c)叶片展开情况的动态变化。图ab中,阴影部分表示从晚上19:00点至第二天早上7:00 

 

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