狭域特有珍稀植物茶果樟(Cinnamomum chago)的形态与光合生理特征研究

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茶果樟(Cinnamomum chago B.S.Sunet H.L.Zhao)为樟科(Lauraceae)樟属(Cinnamomum)植物。调查发现其局限分布于云南省云龙县、漾濞县一带澜沧江上游各支流山地,所有居群内均无幼树和幼苗,结实率低,种群更新困难。迄今为止,茶果樟的解剖结构和光生态适应的研究处于空白。鉴于此,本文对茶果樟及其同属植物形态解剖进行比较,旨在进一步揭示茶果樟的分类学地位,为樟属的分类提供依据。同时通过遮阴处理,从叶绿素荧光参数、光合作用特征以及形态解剖等方面探讨了茶果樟幼苗对光的生态适应性,为茶果樟的引种栽培提供了重要的参考依据。主要的研究结果如下:茶果樟羽状脉且无离基三出脉可被明显区分;其叶片对生或近对生、侧脉脉腋无腺窝、花序轴各节常单花对生、花药长圆形、花粉粒小刺基部的垫状隆起边缘无颗粒状突起等特征与本文的肉桂组植物相似,本文樟组植物叶片互生、侧脉脉腋有腺窝、花序轴各节有(2-)3花的分支、花药短圆形、花粉粒小刺基部的垫状隆起边缘具颗粒状突起;茶果樟退化雄蕊几乎无柄与樟组相似,肉桂组退化雄蕊具有较长的柄。茶果樟及其同属植物茎的初生结构由表皮、皮层、韧皮部、木质部和髓组成,但茶果樟皮层中无分泌细胞,髓中无硬化的薄壁细胞。本文材料中,茶果樟及其同属植物均为异面叶,樟组上表皮细胞厚度大、栅栏细胞1-2层,茶果樟和肉桂组上表皮细胞厚度小,具2层栅栏细胞;茶果樟和樟组植物叶中有长圆形和圆形分泌细胞,长圆形分泌细胞仅分布于栅栏组织,肉桂组椭圆形和圆形分泌细胞的分布区域无明显差异;茶果樟的海绵组织排列紧密,并具有最大的栅海比值,可能与其长期适应寒冷干旱的环境有关。本文中,茶果樟上表皮细胞多边形、垂周壁平直与樟组植物一致;下表皮细胞形状不规则、垂周壁念珠状,气孔器下陷于表皮细胞、垂周壁念珠状未有加厚、有一个副卫细胞为半平裂型气孔器与肉桂组植物一致。樟组植物气孔器与表皮细胞水平、垂周壁平直加厚,并有两个副卫细胞。随着遮荫率的增加,光合色素和比叶面积(SLA)增加,干物质含量(LDCM)减少。说明弱光条件下茶果樟捕光能力增加,体现了茶果樟对弱光的适应性。茶果樟叶片的qP、ETR、φPSⅡ和NPQ值在各处理间均达到显著差异,其中qP、ETR和ΦPS Ⅱ值在50%遮荫率下最大,75%遮荫率下具有最低的NPQ值,说明适度遮荫可提高PSⅡ系统的光合能力,降低热耗散。全光照条件下,NPQ、Fo最大,Fv/F0、Ik值最小,说明茶果樟叶片光合系统可能受到抑制。50%-75%遮荫条件下,最大净光合速率Pmax、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、净光合速率(Pn)显著增加,碳同化效率增加。遮荫使茶果樟叶片光补偿点LCP、光饱和点LSP以及暗呼吸速率(Rd)降低;随着遮荫率的增加,茶果樟幼苗的叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度、栅栏细胞高宽比、气孔密度等降低,体现了茶果樟对弱光环境具有一定的适应性。综上所述,茶果樟具有樟组和肉桂组植物特征的组合,体现了茶果樟较原始的分类地位;叶脉、花序、花药形状、退化雄蕊、分泌细胞、叶上表皮厚度、表皮细胞形态和气孔特征在属下组间具有较稳定的差异。50%-75%遮荫为茶果樟幼苗生长的适宜光照条件,茶果樟幼苗对弱光环境具有一定的适应性,推测林下遮荫不是限制茶果樟幼苗生长的原因。
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