我國揭示植物葉片機械抗性與光合能力間的獨立性關系

　　植物葉片的機械抗性與植物的抗風、抗食草動物的啃食、抗病蟲害等密切相關。一般說來，具有較高葉片機械抗性的植物，表現出較強的抵抗各種生物和非生物脅迫因子的能力，也往往具有較長的葉片壽命。已有的研究表明，植物葉肉細胞壁的增厚與葉片機械抗性的提高密切相關，但細胞壁的增厚可能導致植物的光合能力降低，因為較厚的細胞壁可能降低二氧化碳的擴散速率；此外，細胞壁與光合蛋白之間的元素分配存在權衡關系，如分配到細胞壁的氮素越多，則分配到光合蛋白的氮素就越少。因此，探討植物葉片機械抗性與葉片光合能力之間的關系，有助于深入了解植物對所處生境的適應及其應對環境變化的策略。

　　中國科學院華南植物園生態及環境科學研究中心葉清研究員以鼎湖山常綠闊葉林57個優勢木本植物為研究對象，根據植物分布生境的特征將其分成耐陰樹種或光依賴樹種，以植物的葉片機械性能、光合作用速率、葉片壽命等功能性狀為切入點，探討了植物葉片機械抗性與光合能力的關系及其可能的影響機制。研究發現植物葉片的機械抗性與光合作用之間是相互獨立的，并不存在顯著的相關性或僅存在微弱的相關性，表明植物葉片功能性狀具有相當的靈活性，且性狀之間的協調關系可能比物理或生理上的權衡關系，對植物響應和適應環境變化更重要。

　　相關研究結果已于近期發表在國際學術期刊New Phytologist上。該研究得到國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金面上項目等的資助。

圖：葉片機械抗性與光合速率之間的關系。（a）葉片單位面積撕裂力（Ft）與單位面積光合速率（Aarea）之間的關系；（b）葉片單位面積穿透力（Fp）與Aarea之間的關系；（c）葉片單位質量撕裂力（Ft/ LMA）與單位質量光合速率（Amass）之間的關系；（d）葉片單位質量穿透力（Fp/ LMA）與Amass之間的關系。空白圓圈和黑色圓圈分別代表光依賴樹種和耐陰樹種。