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中科院昆明植物所发现增加叶片储水能提高兰花对附生生境的适应性

兰科植物中70%以上的种类生活于林冠。之前的研究认为由地生向附生的生活型进化是促进兰科植物物种分化的重要因素之一,因为林冠提供了丰富的异质生境。但是林冠的水分和养分供应非常不稳定,因此附生植物可能遭受更多的水分胁迫。


兰科植物中为何具有如此丰富的附生种、什么因素驱动兰科植物的生活型进化、附生兰通过什么机制来适应林冠的环境胁迫?这些问题目前仍不清楚。


近期,中国科学院昆明植物研究所张石宝等人以兰属植物为对象,研究了13种附生和7种地生兰属植物的水分相关功能性状,发现两种生活型的兰花在生理生态功能上存在实质性的分异。附生种的叶片肉质化程度更高,组织储水能力更强,因而表现出更高的耐失水能力和耐旱性。


增加叶片的水分储水能力能使植物体内的水分平衡和生理功能在水分胁迫时维持更长时间,是兰属植物适应附生生境的重要策略之一。


此外,在绝大多数植物上,叶片的供水能力和蒸腾需求之间存在功能协同,但是在叶片较肉质化的兰属植物没有表现出来。这是因为高的叶片储水能力减少蒸腾作用对当前水分供应的依赖,而将更多资源投向水分维持功能。研究结果对于认识兰科植物的生态适应与进化具有重要意义。


该成果以Differentiation of water-related traits in terrestrial and epiphytic Cymbidium species 发表于Frontiers in Plant science。该研究得到了国家自然科学基金面上项目(31170315,31370362)和云南省应用基础研究重点项目(2013FA044)支持。


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