
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳動的脈搏
清香木適應干熱復合脅迫的生存法則:氣孔與蠟質協同調控策略
【字體: 大 中 小 】 時間:2026年03月01日 來源:中國科學院西雙版納熱帶植物園
編輯推薦:
研究成果以“ Integrated stomatal-wax traits confer sustained tolerance of Pistacia weinmanniifolia to prolonged dry-heat environment ”為題,發表在國際期刊 Plant Physiology and Biochemistry 上
在全球氣候變化背景下,干熱復合事件的發生頻率和強度不斷上升,已導致大范圍的樹木死亡。我國西南地區的干熱河谷作為典型的干熱復合生境,其原生植物長期面臨干旱與高溫的復合脅迫。為應對這種脅迫,植物會通過調整一系列形態、生理及化學性狀來緩解不利影響。目前,已有大量研究聚焦于植物形態和生理性狀對干熱復合脅迫的響應,但關于植物通過氣孔調節與表皮蠟質特性等適應策略應對干旱復合脅迫的研究還相對匱乏。
中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)聯合多家科研單位,以氣候環境對比鮮明的金沙江干熱河谷(干熱復合環境,JSR)、西雙版納(濕熱環境,XSBN)和澄江(過渡環境,CJ)三地為研究地點,選取在這三種環境中廣泛分布的常綠樹種清香木(Pistacia weinmanniifolia)為對象,系統研究了其葉片形態、光合色素組成、蠟質層結構及其單體特征的變化。
研究發現,與濕熱環境相比,極端干熱環境中清香木葉片的比葉面積和光合色素含量顯著降低;在干熱復合環境中,清香木葉片氣孔密度無明顯變化,但氣孔面積顯著增加;同時,葉片表皮蠟質層中C28伯醇的覆蓋度顯著升高,從而促進板狀蠟質晶體的形成與沉積。結果表明,清香木在干熱復合脅迫下采取了氣孔—蠟質協同調控的適應策略:在持續干熱脅迫下,通過增大氣孔面積但不改變其密度,優化了葉片的散熱效能;同時,通過增加醇類蠟質的合成與板狀蠟質晶體的沉積,構建了兼具高反射光線與疏水功能的屏障,以調節葉溫并減少蒸騰損耗。這種多性狀的協同適應策略賦予了清香木對極端干熱復合環境優異耐受性。研究結果為未來極端復合環境背景下干熱河谷區的生態恢復樹種選擇提供了直接的理論基礎,也為預測植物在未來復合氣候變化情境下的分布格局和生長表現提供了機理性框架。
研究成果以“Integrated stomatal-wax traits confer sustained tolerance of Pistacia weinmanniifolia to prolonged dry-heat environment”為題,發表在國際期刊Plant Physiology and Biochemistry上。版納植物園油脂合成與代謝研究組碩士研究生鄭伯琴、農林復合生態系統研究組已畢業碩士研究生張菡以及國際留學生Ajoronor Samuel Ewhea為共同第一作者,田波研究員和金艷強副研究員為通訊作者。該研究得到云南省基礎計劃項目和云南省“興滇英才支持計劃”等項目的資助。感謝版納植物園創新藥物研究組、植物激素生理研究組、版納生態站、元江干熱河谷生態站和公共技術中心的大力支持。

圖1?不同生境下清香木葉片氣孔性狀的變化。

圖2?不同生境下清香木葉片蠟質層結構(a)和單體覆蓋度(b)的變化。
?
?