植物叶片水力与经济性状权衡关系的研究进展

叶片既是植物光合产物形成的主要场所, 又是整株植物的水力瓶颈、应对灾难性水力失调的安全阀门, 是植物碳水耦合权衡的重要器官。叶经济型谱反映了叶片经济性状“投资-收益”的权衡, 为验证植物进化过程中形成的物种对策提供了适用的理论框架。叶片水力性状变化会影响叶片经济性状及植物存活和生长。因此, 探索植物叶片水力与经济性状的权衡关系, 对建立植物碳-水耦合模型、揭示植物水-碳投资机理、扩展植物性状型谱等均有重要意义。该文首先综述了叶片水力性状、经济性状及两者之间的权衡关系, 分析了叶片导水率与水力脆弱性、失膨点水势、水容、安全阈值等水力性状以及与叶片的形态、结构和气体交换功能性状之间的关系。然后, 从叶片形态、解剖和叶脉网络结构以及气孔功能方面探讨了叶片水力性状与经济性状的调节机制。最后, 提出今后应加强三方面的研究: (1)探索建立植物根-茎-叶水力输导系统的碳-氮-水资源的整株经济型谱, 以揭示植物功能结构耦合、高效固碳用水的生理生态学机制; (2)探索叶片水力安全、水力效率和固碳效率之间的普适性权衡关系, 以深入理解抗旱植物叶片构建的生物物理结构与生理代谢的关系; (3)探索个体水平碳水代谢关系、水分运输与生长速率的耦合, 为代谢推演理论和植物群落尺度预测提供基础。     

千家寨野生型茶树与栽培型茶树叶片解剖结构及生理特性

以云南省镇沅县千家寨野生型古茶树(大理茶种)、栽培型古茶树(阿萨姆种)和栽培型台地茶(阿萨姆种)为研究材料，对叶片的解剖结构、生理特性和营养元素含量及其计量比进行测定。结果表明：野生古茶树叶片厚度、叶肉厚度、表皮厚度、角质层厚度、海绵组织厚度以及光合色素含量、抗氧化酶活性和碳含量等指标的值较大；而栽培型古茶树叶片的氮、磷元素含量较高，与野生型古茶树相比，叶片厚度、叶肉厚度等指标无显著差异，且两种古茶树叶片解剖学指标和营养元素含量具有较大的可塑性和变异性；栽培型台地茶叶片水分状况和光合产物的运输能力较强，具体表现为栅栏组织厚度、主脉厚度和主脉突起度等指标相对较大；野生型和栽培型古茶树具有较强的环境适应能力，且叶片、叶肉以及海绵组织都较厚，推测二者叶片内含物更丰富，更有利于成品茶条索的完整度和耐泡度的提升，适合制作优质普洱茶；栽培型台地茶叶片薄且生长快，更有助于高产、旺产，适宜制作中高档或大宗茶类。研究结果可为解析古茶树和台地茶的成茶品质差异及野生古茶树的保护提供科学依据。     

结球甘蓝耐裂球研究进展

综述了国内外结球甘蓝裂球性状及鉴定方法的研究进展,从裂球的遗传因素、叶片解剖特征、生理生化特性等方面分析了结球甘蓝裂球发生的原因,并提出了防治裂球的栽培措施.     

森林植物耐荫性及其形态和生理适应性研究进展

耐荫性是植物在低光环境下的生存和生长能力,对森林植物群落演替起重要作用,植物对遮荫的适应机制已成为生态学的研究热点.本文综述了森林植物的耐荫性及其在形态和生理方面的适应性,分析了森林植物在生长性状、生物量分配、树冠结构、叶片形态生理、叶片解剖结构、光合参数、碳水化合物分配、水分和养分的利用等方面对遮荫产生的可塑性响应,最后对目前研究存在的问题进行了分析,展望了未来的研究内容和方向.     

植物根系解剖结构对逆境胁迫响应的研究进展

通过对皮层组织、凯氏带、维管柱等根系主要解剖组织结构在逆境条件下发生的一系列适应性变化进行综合论述,揭示植物根系通过调节甚至改变自身结构特征以应对各种逆境,提出今后应从逆境条件变化的角度开展植物根系解剖结构的形态可塑性研究,同时结合形态、解剖及生理代谢指标,建立抗逆性品种筛选指标体系。     

古蔺牛皮茶树种质资源性状初步研究

为开展四川重要茶树种质资源古蔺牛皮茶种质资源的收集、保存与评价工作,在古蔺牛皮茶树资源中选取了具代表性的8种不同类型茶树(Ⅰ~Ⅷ类)作为研究对象,并对其植物学特征、生物学特性及主要生化成分进行了观测。结果表明:供试茶树在形态特征、遗传和品质性状等方面,表现出较丰富的多样性。其种群多为灌木,树姿半开张状;芽叶绿色,茸毛中等,叶为椭圆形,叶尖渐尖;花多为中花型,花柱3~4裂;果实多为球形和肾形,种子多为球形,主要表现出栽培型茶树性状。古蔺牛皮茶春梢的生化成分含量较丰富,其茶多酚含量为(19.71±0.39)%~(30.16±0.22)%,游离氨基酸总量为(2.20±0.11)%~(4.88±0.12)%,咖啡碱含量为(3.45±0.17)%~(4.41±0.09)%。结合主要生化成分含量、酚/氨值和儿茶素组分等可推论,Ⅴ、Ⅵ类适制红茶,其他类型则适制绿茶。综合供试茶树的形态和生化成分含量特征,初步鉴定供试的牛皮茶树分属茶组植物分类系统中的秃房茶和茶,Ⅴ和Ⅵ类茶树较为原始,其他类型则进化程度较高。供试茶树中存在具育种价值的资源,其中Ⅴ类和Ⅵ类可作为高儿茶素含量的育种材料,Ⅱ类可作为选育优质绿茶品种的育种材料。     

不同抗旱性花生品种结荚期叶片生理特性

以12个花生品种为试验材料,在人工控水条件下,于结荚期设置0~80 cm土层相对含水量为70%和50% 2个处理,研究与花生抗旱性相关的叶片生理生化性状及不同品种抗旱的叶片机制.结果表明： 利用产量抗旱系数可将12个花生品种的抗旱性分为强、中、弱3级,抗旱性强的品种有A596、山花11号、如皋西洋生,中度抗旱品种有花育20、农大818、海花1号、山花9号和79266,抗旱性弱的品种有ICG6848、白沙1016、花17和蓬莱一窝猴.A596、山花11号、如皋西洋生的抗旱机制是具有较强的叶片抗氧化保护能力、较高的PSⅡ活性及光合速率(P_n).海花1号的叶片抗氧化保护能力较强,山花9号的PSⅡ活性有显著优势.相关分析表明,叶片P_n、气孔限制值(L_s)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学猝灭系数(q_P)、丙二醛(MDA)含量、相对电导率和超氧化物歧化酶(SOD)活性与花生品种的抗旱系数有显著的相关性,是花生结荚期的重要抗旱性状.SOD活性的抗旱级别需在干旱胁迫下鉴定,其他性状可在正常灌水条件下鉴定.山花11号和79266可分别作为花生强、弱抗旱性鉴定的标准品种,山花11号可作为花生叶片优异抗旱性状鉴定的标准品种.     

水稻剑叶部分形态生理特性QTL分析以及它们与产量、产量性状的关系

光合产物是水稻产量的主要来源,因此对水稻后期功能叶片尤其是剑叶形态生理性状的遗传分析对水稻高产育种很重要。利用来源于籼／粳交后代的重组自交系群体为材料对水稻剑叶形态（叶片长、宽、面积）和生理性状（叶绿度、持绿性）进行了QTL定位,并对这些性状与产量、产量性状的相关性进行了分析。两年分别定位了17、6和14个与剑叶形态性状、叶绿度和持绿性有关的QTL,其中10个QTL在两年中共同检测到。相关分析表明,较大的剑叶可以增加穗粒数并显著增加产量,然而叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关。叶绿度与剑叶大小呈显著负相关以及籼／粳交群体后代半不育是叶绿度和持绿性与产量、产量性状无关或呈显著负相关的可能原因。染色体4上的RM255-RM349区域同时控制3个剑叶形态性状并且解释的变异也较大,该区域可用于遗传改良以提高水稻产量。染色体3上的RM422-RM565区域重叠了3个与持绿性有关的QTL,它们对产量的贡献有待于通过构建近等基因系进行深入研究。     

贵州西北喀斯特区古茶树叶片解剖结构及抗旱性评价

该研究以贵州西北喀斯特区茶树分布集中的亮岩镇为采样点,选取亮岩镇8个村30个点的古茶树(bj-1～bj-30)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术观察其15项叶片解剖结构指标;通过描述性及方差分析、相关性分析和聚类分析,利用相关指数大小筛选出4项典型指标;运用隶属函数综合评价了30个点古茶树的抗旱性。结果表明：(1)亮岩镇古茶树叶片由上角质层、上表皮、栅栏组织、海绵组织、下表皮、下角质层、气孔以及叶脉组成。栅栏组织大多2层,极少数叶片排列有3层栅栏组织。(2)15个叶片解剖结构指标在不同样点间均存在显著差异,且各指标的变异系数存在较大差异,其中以栅栏组织厚度变异系数最大(41.21%),栅海比变异系数次之(35.45%),叶脉厚度变异系数最小(7.31%)。(3)采用隶属函数法筛选出栅栏组织厚度、下表皮厚度、下角质层厚度以及叶脉突起度作为评价亮岩古茶树抗旱性的典型指标;综合分析发现bj-15、bj-16、bj-29、bj-10和bj-24的抗旱性较强, bj-22、bj-20、bj-2、bj-11以及bj-6的抗旱性较弱。     

蒙古莸叶片解剖结构的地理种源变异及其对环境变化响应的意义

长期受到生长环境影响而形成的遗传变异对植物生长发育有着显著的影响。叶片是植物对环境变化最敏感的器官, 了解叶片解剖结构在不同环境中产生的适应性变异是探索植物对环境适应的基础。同质园试验是研究遗传与环境因素对植物生长代谢等影响的一种有效方法, 该研究利用同质园试验排除了环境梯度的影响, 通过常规石蜡切片、多重比较、相关性分析、一般线性模型分析等方法, 对7个不同种源地的蒙古莸(Caryopteris mongholica)叶片解剖结构及其影响因素进行了定量比较。结果表明, 7个种源地的蒙古莸叶片均为等面叶, 无海绵组织分化, 其上表皮细胞较下表皮细胞厚, 上栅栏组织较下栅栏组织厚; 叶片各解剖结构参数间存在显著的自相关性, 不同种源叶片解剖结构存在显著差异: 随种源地年平均气温升高, 叶厚度、栅栏组织厚度呈增大趋势, 其中, 最西南部的阿左旗种源蒙古莸叶片的上下栅栏组织、叶厚度及叶片结构紧密度值均最大, 表现出明显的抗旱特征。种源地经纬度、气温、降水等对解剖结构指标有显著的影响, 其解释程度为34.09%-81.43%。同质园试验说明, 种源地气候差异驱动的遗传变异是引起不同种源叶片解剖结构差异的重要因素。     

蒙古莸叶片解剖结构的地理种源变异及其对环境变化响应的意义

长期受到生长环境影响而形成的遗传变异对植物生长发育有着显著的影响。叶片是植物对环境变化最敏感的器官,了解叶片解剖结构在不同环境中产生的适应性变异是探索植物对环境适应的基础。同质园试验是研究遗传与环境因素对植物生长代谢等影响的一种有效方法,该研究利用同质园试验排除了环境梯度的影响,通过常规石蜡切片、多重比较、相关性分析、一般线性模型分析等方法,对7个不同种源地的蒙古莸(Caryopteris mongholica)叶片解剖结构及其影响因素进行了定量比较。结果表明,7个种源地的蒙古莸叶片均为等面叶,无海绵组织分化,其上表皮细胞较下表皮细胞厚,上栅栏组织较下栅栏组织厚;叶片各解剖结构参数间存在显著的自相关性,不同种源叶片解剖结构存在显著差异:随种源地年平均气温升高,叶厚度、栅栏组织厚度呈增大趋势,其中,最西南部的阿左旗种源蒙古莸叶片的上下栅栏组织、叶厚度及叶片结构紧密度值均最大,表现出明显的抗旱特征。种源地经纬度、气温、降水等对解剖结构指标有显著的影响,其解释程度为34.09%–81.43%。同质园试验说明,种源地气候差异驱动的遗传变异是引起不同种源叶片解剖结构差异的重要因素。     

山东滨海盐碱地11个造林树种叶解剖特征对土壤条件的响应

叶片作为植物与大气环境连接的重要纽带,对逆境具有强烈的响应。基于叶性状探讨植物对环境的适应机制对盐碱地植物群落构建具有指导意义。该研究以山东省滨海盐碱地3种不同土壤条件下的11个造林树种为对象,通过对各树种叶解剖性状的测定分析,阐明叶片功能性状与盐碱地土壤环境的关系,以期为盐碱地植被修复与群落构建提供科学依据。主要研究结果:(1) 11个树种的叶片厚度较大,栅栏组织发达,紧密排列在叶肉近轴面,呈3–5层。各树种叶片的栅栏组织与海绵组织厚度比值(PT/ST)普遍较高但差异较大,可指示叶解剖特征在树种间的差异性。(2)不同树种的叶解剖结构在立地环境间具有显著差异, PT/ST可作为指示指标。(3)相关分析和冗余分析表明,树种叶片解剖结构与立地土壤条件具有密切联系。PT/ST与土壤理化性质相关程度高,且与土壤p H以及土壤电导率(25℃)均呈显著正相关关系,与土壤硝态氮含量呈显著负相关关系。叶片特征和叶脉特征可解释叶性状随环境变异约84%的信息量。综上所述,叶解剖结构与盐碱地土壤条件存在密切关系,基于叶解剖特征可进一步分析树种对盐碱环境的适应性,并为盐碱地植物群落构建的树种选择提供科学依据。     

山东滨海盐碱地11个造林树种叶解剖特征对土壤条件的响应

叶片作为植物与大气环境连接的重要纽带, 对逆境具有强烈的响应。基于叶性状探讨植物对环境的适应机制对盐碱地植物群落构建具有指导意义。该研究以山东省滨海盐碱地3种不同土壤条件下的11个造林树种为对象, 通过对各树种叶解剖性状的测定分析, 阐明叶片功能性状与盐碱地土壤环境的关系, 以期为盐碱地植被修复与群落构建提供科学依据。主要研究结果: (1) 11个树种的叶片厚度较大, 栅栏组织发达, 紧密排列在叶肉近轴面, 呈3-5层。各树种叶片的栅栏组织与海绵组织厚度比值(PT/ST)普遍较高但差异较大, 可指示叶解剖特征在树种间的差异性。(2)不同树种的叶解剖结构在立地环境间具有显著差异, PT/ST可作为指示指标。(3)相关分析和冗余分析表明, 树种叶片解剖结构与立地土壤条件具有密切联系。PT/ST与土壤理化性质相关程度高, 且与土壤pH以及土壤电导率(25 ℃)均呈显著正相关关系, 与土壤硝态氮含量呈显著负相关关系。叶片特征和叶脉特征可解释叶性状随环境变异约84%的信息量。综上所述,叶解剖结构与盐碱地土壤条件存在密切关系, 基于叶解剖特征可进一步分析树种对盐碱环境的适应性, 并为盐碱地植物群落构建的树种选择提供科学依据。     

六个东方铁筷子品种对干旱胁迫的生理响应及抗旱性评价

研究人工控水模拟干旱胁迫条件下6个东方铁筷子品种的生理和叶片解剖结构的变化特征,并利用隶属函数法对其抗旱性进行评价,筛选出与抗旱性关联较大的生理及叶片解剖结构指标。结果表明：随着干旱胁迫程度增加,6个东方铁筷子品种的叶片厚度、单位质量叶面积和可溶性蛋白水平显著下降,净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均先上升后降低,胞间CO₂浓度下降,叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢含量均升高,可溶性糖、脯氨酸含量和抗氧化酶活性均先升高后降低。随着干旱胁迫程度增加,栅栏组织厚度与海绵组织厚度比以及气孔密度均增加。脯氨酸、可溶性糖、栅栏组织厚度与海绵组织厚度比等指标与抗旱性关系密切,可作为评价东方铁筷子抗旱性的重要指标。‘银莲花红’和‘银莲花红斑’抗旱能力优异,可为未来的抗旱新品种培育提供优良亲本材料。     

松茶间作茶树叶片的解剖构造和气孔活动

本文利用光镜技术和MK-3型自动气孔计对松茶间作和单作茶园茶树叶片的解剖构造和气孔传导力进行了比较研究。研究表明,间作茶园茶树叶片的上表皮、栅拦组织和全叶均比单作茶树薄,分别为单作茶树的82.7％,78.2％和67.2％,叶质柔嫩。叶片气孔传导力比单作茶园低。嫩叶传导力>老叶;1芽5叶新梢按叶序3叶>2、4叶>1、5叶;按树冠垂直分布,冠上叶(0—5cm)>冠中叶(10—15cm)>冠下叶(30cm左右)。说明气孔传导力不仅受生态条件影响,与自身的叶龄、叶位等生理机能也有密切关系。     

板栗与锥栗杂交F1代叶片表型变异及杂种优势研究

为探索栗属杂交F₁代幼林期叶片性状遗传变异规律及杂种优势,以板栗、锥栗种内和种间9个杂交组合235个杂交单株及其亲本为研究材料,利用巢式方差分析、Pearson相关性分析及主成分分析等统计学方法对其14个叶表型及光合生理性状进行分析。结果表明:①栗属杂交F₁代叶表型及光合生理性状存在丰富的遗传多样性,14个性状平均变异系数范围为4.40%~27.76%;②性状组合间表型分化系数VST均值为32.32%,组合内变异是主要的变异来源;③性状中亲优势率为-27.16%~90.53%,且不同组合性状杂种优势存在差异;④Pearson相关性分析结果显示14个性状中分别有46对和13对相关性达到极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05),其中叶长、叶宽等5个叶表型性状及叶绿素a、叶绿素b等4个光合生理指标相互间影响较大;⑤利用主成分分析法筛选出“魁栗×YLZ 15号”和“魁栗×YLZ 1号”两个优良杂交组合,其子代叶片具有叶面积大、干物质含量及光合有关色素含量高的特点,可为进一步筛选优良杂交子代提供主要素材。     

冀中北小麦品种抗旱性筛选研究

干旱是华北地区小麦生产的重要限制因素,从推广小麦品种中鉴定和筛选抗旱品种,对稳定小麦产量、降低区域水分消耗具有重要意义。本研究以近年来在河北省中北部审定、推广的13个小麦品种为材料,设置冬后浇2水(D2处理)、浇1水(D1处理)和不浇水(D0处理)3种处理方式,进行了大田条件下的抗旱品种筛选试验。结果表明,在D0处理时,各供试品种的株高、千粒重、穗粒数、亩穗数等农艺性状以及叶绿素含量、叶片离体失水速率等生理性状均显著下降,籽粒产量也极显著下降。在D1处理时,各小麦品种的农艺、生理和产量性状也发生不同程度下降。当分别以抗旱指数、加权抗旱指数和抗旱性综合度量值等指标度量品种抗旱性时,品种之间的抗旱性排序虽有差异,但仍能看出中麦1062、河农825等品种抗旱性较好。以节水指数对品种进行节水性评价时,发现河农130等3个品种节水性较好。在所测定的农艺、生理性状中,叶绿素含量、小穗数、株高、叶片离体失水速率、旗叶长和穗粒数等与抗旱性存在较高程度的相关性,本研究初步认为叶绿素含量、小穗数可作为抗旱性评价指标。     

越冬期遮阴条件下3个不同秋眠型紫花苜蓿品种叶片解剖结构与其光生态适应性

在我国南北气候过渡地区, 采用遮阴试验和石蜡切片法, 研究越冬期不同光强对3个不同秋眠型紫花苜蓿(Medicago sativa)品种(‘维多利亚’、 ‘巨人201’和‘游客’)叶片解剖结构的影响。结果表明: 随着光强减弱, 各紫花苜蓿品种表皮结构中上、下表皮角质层厚度, 气孔密度和气孔开度明显下降; 上、下表皮厚度呈上升趋势。随着遮阴强度增加, 叶肉组织中海绵组织细胞宽度显著上升, 栅栏组织厚度、栅栏组织细胞层数、栅栏组织厚度/海绵组织厚度显著下降; 品种间海绵组织厚度和栅栏组织细胞宽度变化趋势不一致。叶片结构整体特征中叶片厚度、叶肉厚度、中脉厚度、组织结构紧密度随光强减弱而显著下降, 组织结构疏松度明显上升, 叶脉突起度变化不明显。品种间各叶片解剖性状变幅及可塑性指数具有明显的差异, 表明其对弱光适应方式不同。Pearson相关分析表明, 各紫花苜蓿品种叶片气孔密度、栅栏组织厚度、叶肉厚度、叶片厚度及栅栏组织厚度/海绵组织厚度与光强呈显著正相关, 可能是紫花苜蓿叶片解剖结构光强敏感特征参数, 其中, ‘维多利亚’叶片敏感特征参数与光强相关程度较低, 与光强相关的性状较少。综合各项分析结果, 初步确定越冬期紫花苜蓿耐阴性与其秋眠性相关, 半秋眠型品种‘维多利亚’ >秋眠型品种‘巨人201’≥非秋眠型品种‘游客’。     

玉米叶片持绿性研究进展与对策

叶片持绿性(stay green或non-senescence)与植物叶片衰老相关,影响植物生长及生物产量。叶片持绿性相关研究主要集中于拟南芥等模式植物,玉米中的研究相对落后,但该研究对玉米产量、品质、抗病等具有重要意义。本文对玉米叶片持绿性的研究进展进行了综述,包括玉米叶片持绿性概念、评价指标、生理生化特性、遗传特性、基因/QTL定位等。提出了玉米持绿性研究存在的问题与相关对策。     

叶片结构的水力学特性对植物生理功能影响的研究进展

叶片是植物进行光合、呼吸、蒸腾作用的主要器官, 早期的研究主要集中于水分在叶片中的运输路径, 而对叶脉结构及其生态学意义研究甚少。近年来关于叶片叶脉结构、气孔结构的功能及叶片水力学特性的意义研究已经成为植物生理生态的研究热点。该文综述了叶脉的结构性状的指标(叶脉密度、直径、间距等), 叶片水力学结构特性对植物生长、水分运输、气体交换、光合作用等生理功能的影响, 及其与植物对干旱适应性之间的关系。叶脉结构是决定叶片生理功能的基础, 因此在未来的工作中应分析比较不同种类植物叶脉结构形态与导水、光合、呼吸、同化作用之间的关系, 建立植物茎干-枝-叶系统水力传导的机理性模型, 用以探索不同植物功能结构和高效用水生理生态学机制, 据此评估不同种类植物在未来气候情景下的地位。