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生态学报 2016年第19期36卷 6178-6187页

作者：朱广龙魏学智山西师范大学生命科学学院临汾041000

叶片是植物体暴露于环境中面积最大的器官,其最易感知环境变化而发生形态和结构上的改变。为探究植株叶片结构对不同生境的适应机理,研究以生长在烟台-石家庄-宁夏-新疆不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用... 详细信息

叶片是植物体暴露于环境中面积最大的器官,其最易感知环境变化而发生形态和结构上的改变。为探究植株叶片结构对不同生境的适应机理,研究以生长在烟台-石家庄-宁夏-新疆不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸枣叶片的结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应特征。结果表明:酸枣叶表皮着生有表皮毛,表皮细胞外覆有角质层与蜡质。叶肉为全栅型,栅栏组织发达,海绵组织退化,叶肉中有晶体及大量的分泌细胞。从烟台至新疆随生境梯度干旱加剧,酸枣叶片叶面积逐渐变小,叶片厚度依次增加,叶表皮角质层加厚,且上角质层厚度大于下角质层厚度;叶片上下表皮细胞长径及短径先增后降,栅栏组织总厚度和密度依次增大、层数减少,各层栅栏组织细胞的长径逐渐增加。叶脉薄壁细胞相对厚度逐渐减小,导管管径增大,晶体(草酸钙晶体)数增多。在梯度干旱环境中酸枣植株通过减小叶面积、提高栅栏组织密度、增加叶片及角质层厚度降低蒸腾作用,减少水分散失;通过增大导管管径提高水分利用率;通过增加晶体数量提高叶片机械性能,改变细胞的渗透势、提高吸水和保水能力。上述叶片结构的变化是酸枣植株长期对不同自然梯度干旱生境的适应特征。由此可知,叶片形态结构中叶面积、叶片厚度、角质层及叶肉组织(栅栏组织)随环境变化的可塑性较大。

关键词：酸枣叶片可塑性梯度干旱生境适应特征

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酸枣根系导管结构的可塑性对自然梯度干旱生境的适应机制

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土壤学报 2018年第3期55卷 764-773页

作者：朱广龙陈许兵 Irshad Ahmad 刘家玮智文芳焦秀荣周桂生扬州大学农业科技发展研究院教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室江苏扬州225009 扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室江苏扬州225009

根系导管是植物吸收和输送水分的主要通道,导管的结构将最终决定其导水功能和效率,研究导管结构的可塑性是理解植物对干旱梯度适应机制的关键。以采自烟台-石家庄-银川-吐鲁番形成的自然梯度干旱生境中生长的酸枣植株为试验材料,采用离... 详细信息

根系导管是植物吸收和输送水分的主要通道,导管的结构将最终决定其导水功能和效率,研究导管结构的可塑性是理解植物对干旱梯度适应机制的关键。以采自烟台-石家庄-银川-吐鲁番形成的自然梯度干旱生境中生长的酸枣植株为试验材料,采用离析法和植物显微技术,探究酸枣根次生木质部导管对梯度干旱生境适应的结构特征和机制。结果表明:酸枣根系次生木质部导管有6种类型,不同生境中同种导管的数量和形态差异较大。根据管尾情况可将导管分为三类:无尾型、一端有尾型和两端有尾型导管,且在结构上表现出特定的适应特征及规律。从烟台至吐鲁番随干旱加剧,根系中网纹导管管壁加厚,管尾变短;孔纹导管长度、宽度、直径减小,壁厚增加,管尾变长;螺纹导管长度变小,管壁变薄,管尾变短;梯纹导管长度、宽度和直径均降低,从无尾型向有尾型转变;木纤维长度、宽度变小,管壁变薄,管尾加长。与烟台样地的导管相比,石家庄、银川和吐鲁番样地的孔纹导管长度分别减小了17.63%、11.23%和7.67%;螺纹导管的管壁分别减小了20.2%、11.4%和14.6%;梯纹导管的长度和宽度分别减小了29.1%、37.6%、31.4%和20.7%、48.5%、28.6%;木纤维的长度分别减小了0.7%、1.5%和2.6%,宽度减小了2.2%、4.7%和5.4%,管壁厚度减小了33.2%、29.3%和22.1%。说明酸枣植株根系导管的可塑性较大,导管形态和结构的变化利于水分和养分的高效吸收和转运。导管长度、管壁和管尾的变化增强了根系的韧性和伸展能力,利于根系深扎、吸收深层土壤中的水分并快速补充植株在干旱环境中的蒸腾散失,从而适应干旱生境,保证植株的正常生长和代谢。

关键词：酸枣导管分子解剖结构梯度干旱生境

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酸枣根系结构可塑性对自然梯度干旱生境的适应机制

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生态学报 2018年第16期38卷 5810-5818页

作者：朱广龙陈许兵郭小倩焦秀荣周桂生扬州大学农业科技发展研究院教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室扬州225009

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,是直接接触土壤最先感受土壤逆境胁迫的部位。在干旱环境中,植物根系的结构特征必定发生改变以维持正常的生物机能而生存。目前,关于根系解剖结构的研究大多集中于根系的某一特定结构对单一逆境因... 详细信息

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,是直接接触土壤最先感受土壤逆境胁迫的部位。在干旱环境中,植物根系的结构特征必定发生改变以维持正常的生物机能而生存。目前,关于根系解剖结构的研究大多集中于根系的某一特定结构对单一逆境因子的响应。以生长在烟台-石家庄-银川-吐鲁番不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸根系结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应机制,结果表明:酸枣根的初生结构包括表皮、皮层和维管柱,表皮位于幼根的最外层,由单层体积较小、紧密排列的表皮细胞组成。皮层占根初生结构的大部分比例,由体积较大的多层薄壁细胞组成,薄壁细胞近似圆球形,数目众多,呈环形分布。维管柱位于最内层,细胞小而密集,由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部及薄壁细胞组成。随生境干旱加剧,酸枣根初生结构表皮细胞的厚度和宽度逐渐增加,皮层薄壁细胞的厚度和宽度、皮层薄壁细胞层数和皮层厚度均以宁夏银川样地的最大。酸枣根的次生结构包括周皮(木栓层、木栓形成层、栓内层)和次生维管组织(次生韧皮部、维管形成层和次生木质部)。从烟台至新疆吐鲁番随生境干旱加剧,酸枣植株根系周皮逐渐加厚、致密度提高。次生木质部中,导管的数量增加,管径增大。干旱环境中,酸枣植株根系结构上的变化一方面提高了吸水能力和输水效率,另一方面增强了保水能力,减少水分散失,这可能是其适应干旱逆境的机制之一。

关键词：酸枣根系可塑性梯度干旱生境适应机制

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