【摘 要】
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木质部主要由薄壁组织、导管和纤维组成,分别具有储存、运输和支撑的功能。由于木质部的空间有限,各组织之间的空间占比相互制约。随着环境条件的改变,植物为了适应特定的环境因子,木质部各组织间配置也发生改变。研究木质部结构特征及其对环境变化的关系可以反映植物的生态适应策略,有助于植物的保护与利用。本研究选取沿海纬度梯度四个分布点共13种红树植物作为研究材料,通过对木质部结构解剖与功能性状的测定,分析红树植
【基金项目】
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国家自然科学基金地区项目(31860195);
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木质部主要由薄壁组织、导管和纤维组成,分别具有储存、运输和支撑的功能。由于木质部的空间有限,各组织之间的空间占比相互制约。随着环境条件的改变,植物为了适应特定的环境因子,木质部各组织间配置也发生改变。研究木质部结构特征及其对环境变化的关系可以反映植物的生态适应策略,有助于植物的保护与利用。本研究选取沿海纬度梯度四个分布点共13种红树植物作为研究材料,通过对木质部结构解剖与功能性状的测定,分析红树植物木质部各性状间的关联性,以及不同环境条件对木质部性状的影响,旨在了解红树植物对海岸潮间带生境的适应策略。结果表明:(1)红树植物中,红树科植物在水分利用方面与非红树科植物具有不同的适应策略。红树科植物依赖于抗栓塞能力较强的梯形穿孔板和储存能力较高的薄壁组织等结构保障水分运输安全性,而非红树科植物主要依赖于单穿孔板和较多的导管腔分数等结构提高水分运输效率性。(2)在热带、亚热带典型植物(木兰类植物)中,轴向薄壁组织分数和导管-轴向薄壁组织连接性对水分运输效率均起促进作用。红树植物轴向薄壁组织分数与理论导水率无显著相关关系,而导管-轴向薄壁组织连接性较高的物种具有较大的水分运输效率。红树植物不同排列方式的轴向薄壁组织具有不同的功能,环管排列结构有利于水分运输。(3)与全球木质部各组织分数相比,红树植物具有较高的薄壁组织分数和低的纤维组织分数,而导管组织分数无显著差异;薄壁组织分数与纤维组织分数之间存在显著权衡关系,导管组织分数与薄壁组织分数和纤维组织分数之间无显著相关关系。导管作为水分运输的主要结构,在进化过程中形成一个较为稳定的分数,红树植物主要通过调节木质部纤维和薄壁组织分数适应特殊的生境。(4)当环境发生变化时,红树植物轴向薄壁组织分数与导管-轴向薄壁组织连接性发生改变。具体表现在随着年均气温和盐度的增大,两者降低;随着年降雨增大,两者呈增大趋势;且年均气温和盐度对其的影响大于年降雨。导管、纤维和射线薄壁组织等结构无明显变化。(5)对局域广布种秋茄(Kandelia obovata)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)和白骨壤(Avicennia marina)可塑性研究发现,秋茄和木榄的轴向薄壁细胞表现出较强的可塑性,虽然白骨壤的轴向薄壁细胞可塑性低于秋茄和木榄,但其木质部内具有次生韧皮部和连续的形成层的特殊结构可能是使其能够更广泛适应生境的特点。综上所述,红树植物导管分数较稳定,纤维分数较低,薄壁组织分数较高,且轴向薄壁组织具有较大的可塑性。环境条件最终决定轴向薄壁组织的分数和空间分布,体现红树植物在特殊生境下的适应机制。
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