Plant, Cell & Environment丨新疆生地所在荒漠灌木适应干旱和冻融循环胁迫的水分生理机制研...

　　

????我国内陆荒漠区植被的生存不仅受长期水分匮缺的制约，同时还面临季节性冻融循环带来的环境压力。干旱和冻融循环诱导的木质部气穴化及栓塞疲劳现象，是限制植物资源获取及胁迫存活的主要生理因素。部分荒漠灌木木质部导管会形成次生细胞壁凸起的附物纹孔结构，但这一特殊结构在干旱区脆弱生境中的生理适应意义尚缺乏系统研究。

????针对这一科学问题，中国科学院新疆生态与地理研究所张元明研究员团队依托伊犁-吐鲁番国家植物园，全面对比了附物纹孔和无附物纹孔两类功能类群灌木的木质部组织及纹孔水平解剖结构、干旱和冻融循环诱导栓塞抗性及栓塞疲劳抗性相关生理特征，系统揭示了荒漠灌木对环境胁迫适应性存在种间差异的水分生理机制。

????研究结果表明：附物纹孔的构建有助于提高植物木质部对干旱诱导栓塞的抵抗能力，同时也减轻了灌木对“传统”纹孔加固结构（如更厚的纹孔膜）的依赖。因此，相较于非附物纹孔灌木，该类灌木可以构建更有利于水分流通的纹孔及导管结构，表现出更高效的水分传输能力。然而，这种木质部结构构建策略在干旱环境中发挥积极作用的同时，也会增大附物纹孔灌木对冻融循环诱导栓塞的脆弱性。

????研究结果首次揭示了附物纹孔与其他木质部解剖结构共同塑造荒漠灌木干旱及冻融循环胁迫适应性的内在水分生理机制。该研究成果以“Vestured pits modify the hydraulic strategies of desert shrubs to cope with drought and freezing stresses”为题，发表于《Plant, Cell & Environment》。中国科学院新疆生态与地理研究所博士后段春旸为论文第一作者，张元明研究员及沈阳应用生态研究所郝广友研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国博士后科学基金及自治区人才项目的支持。

????文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pce.70630?domain=author&token=XUXMCVY9NJTSIGHR64WS?

图1：附物纹孔及非附物纹孔灌木茎木质部组织和纹孔水平解剖结构，及水力功能特征。