岷江上游干旱河谷海拔梯度上四川黄栌叶片特征及其与环境因子的关系

研究了岷江上游干旱河谷海拔梯度上四川黄栌（Cotinus coggygria）叶片特征及变化特点,以及它们与环境变化的相互关系。测定指标有叶片形念结构（叶长、叶宽、叶面积和叶长／叶宽）,表皮特征（气孔器密度和面积、孔径、表皮细胞密度和面积）以及生态特征（生物量、比叶最、饱和含水量）。结果表明。随着海拔升高叶长,叶宽、叶面积、生物量、饱和含水量以及表皮细胞面积呈增大趋势;而表皮细胞密度呈减小趋势;气孔器面积和比叶重在海拔1950m以下,随着海拔上升而增加。1950m的区域明显减小,气孔器密度的变化趋势与之相反;孔径和叶长／叶宽无明显变化。多元统计分析显示,叶面积、饱和含水世和气孔器面积主要与温和度有关,三者随着海拔升高和温和度降低呈增大趋势;随着水热综合因子的增加,气孔器密度减小而孔径和比叶重增大;随着年降水量的增加生物量和气孔器面积基增大趋势,面表皮细胞密度减小;表皮细胞面积随着生物温度降低而增加。综合分析表明,岷江上游干旱河谷缺水和生长季节高温是影响叶片特征变化的主要因素。     

臭椿不同发育阶段叶片表面结构特征

利用光学显微镜和扫描电子显微镜技术,对臭椿(Ailanthus altissima(Mill.)Swingle)叶片从叶芽到成熟叶4个发育阶段(叶芽、幼叶、近成熟叶和成熟叶)的4种叶表面结构(表皮毛、气孔器、角质层、腺体)进行了详细地观察和比较。结果显示:叶片上、下表面具单细胞非腺毛和头状腺毛两种表皮毛,其密度在叶芽阶段最大,之后随着叶片的生长和展开表皮毛密度逐渐降低;气孔器主要分布于下表面,叶片近成熟时气孔器密度最大;角质层具有条纹状结构,其隆起程度在近成熟叶阶段达到最大;叶片基部两侧具锯齿状突起,每个突起上有一个腺体,腺体发育成熟后可分泌透明黏液。说明叶片表面各结构特征是臭椿对环境长期适应的结果。     

北京山区落叶阔叶林优势种叶片特点及其生理生态特性

荆条、山杏、辽东栎、北京丁香、大叶白蜡、核桃楸等６种植物在不同光照条件下的气孔导度,不同生境下叶片形态参数和叶片解剖特征进行了研究。扫描电子显微镜图片显示这片植物的气孔全着生在远轴面,气孔密度大小是：辽东栎〉山杏〉北京丁香〉核桃楸〉大叶白蜡,方差分析结果显示这５种植物叶片上气孔密度存在极显著差异,且叶片外表微观上差异比较明显。生境不仅影响叶片的气孔密度,而且也导气孔导度的差异,全光照条件下,山杏、     

裂叶沙参和泡沙参气孔行为与蒸腾特性的关系

采用LI-6400便携式光合分析系统对裂叶沙参和泡沙参进行了不同遮光水平蒸腾速率的测定,并同步测定了叶片气孔大小、气孔密度、气孔开度和气孔导度等气孔行为.采用相关系数和通径系数分析方法分析了不同遮光水平裂叶沙参和泡沙参气孔行为与蒸腾特性的关系.结果表明:不同遮光水平测定的气孔行为对裂叶沙参和泡沙参蒸腾作用的直接影响大致相同,其中,两种沙参的气孔密度对蒸腾速率的直接影响较大.但泡沙参的气孔导度与蒸腾作用具有极显著的相关关系.     

白刺叶片气孔特征对人工模拟降雨的响应

以荒漠生态系统典型植物白刺(Nitraria tangutorum Bobr)叶片为研究对象,利用数码图像显微镜处理系统,研究了不同人工模拟增雨处理下的白刺叶片气孔密度及形态特征的变化情况。结果表明,荒漠植物固有特征决定了白刺叶片下表皮气孔密度大于上表皮,上表皮、下表皮气孔密度对增雨响应差异不显著(P0.05)。增雨处理上表皮、下表皮气孔密度与对照差异显著(P0.05)。相同增雨季节,50%处理下叶片气孔密度高于100%处理;不同增雨季节,气孔密度对生长季后期增雨响应更明显。白刺叶表皮气孔分布遵循"一细胞间隔(one cell spacing rule)"法则。增雨后叶片上表皮和下表皮气孔长度、宽度均有不同程度的增加,气孔形态特征对100%处理的响应较50%处理更为明显,且生长季后期增雨对叶片气孔形态特征的影响更大。     

气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的发育及相关性分析

主要观察了气孔在四季秋海棠营养器官和繁殖器官上的分布和发育情况,并分别对叶片和翅上气孔簇大小、气孔簇密度等指标的相关性进行了研究、结果表明:在叶片的下表皮、雌花和雄花的花被片、苞片、小苞片和翅上有气孔分布,而在茎、花梗上却未见气孔分布.叶片下表皮和翅上气孔通常成簇分布.在叶片的下表皮,气孔簇大小与气孔簇密度呈显著的负相关(P<0.05);气孔簇密度与叶片长度呈极显著的负相关(P<0.01).而翅上的气孔簇密度、气孔簇大小与子房长度无显著相关性(P>0.05).在四季秋海棠中,不同器官表皮的气孔簇大小是不同的,这可能与生理功能的不同有关.     

杂交马褂木叶片发育过程中资源利用效率的变化格局

对一年生杂交马褂木( Liriodendron chinense Sarg.× L. tulipifera L.)叶片展开过程中光能转换效率、水分利用效率和光合碳同化的变化规律及栽植密度对中下部叶片资源利用效率的影响进行了研究,结果表明(1) 叶片展开过程中,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)、气孔限制值(Ls)、总光合速率(Pm)、净光合比率(Pn/Pm)、PSⅡ的原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ的光量子产率(φPSⅡ) 、羧化效率(CE) 和水分利用效率(WUE)显著上升,而胞间CO2浓度(Ci)和呼吸速率(R)显著下降;(2) 叶片展开过程中,光合碳同化"暗系统"的完善远远慢于能量转换的"光系统";(3) 叶片展开过程中,影响净光合速率增长的主导因素不是气孔导度,而是"暗系统"完善程度, "光系统"的影响远小于"暗系统"的影响; (4) 郁闭的高密度群体中,中下部叶片的Pn、Gs、E、Ls、Pm、Fv/Fm、φPSⅡ、CE和WUE显著低于上部完全展开叶,Ci显著高于上部完全展开叶,Pn/Pm和上部完全展开叶没有显著差异,而未郁闭的低密度群体中,中下部叶片的上述所有参数与上部完全展开叶无显著差异;(5) 导致高密度群体叶片Pn大幅度下降的主导因素是CE的大幅下降,而不是"光系统"和气孔导度;(6) 密度过大加速了中下部叶片光合功能的下降.     

加拿大一枝黄花不同居群叶表皮和茎结构特征及其与环境因子的CCA分析

对采自华东地区45个居群并移栽于同一生境条件下的加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.)叶表皮和茎横切面结构特征进行了比较观察,并对叶表皮和茎结构特征与环境因子、居群分布与环境因子的相关性进行了CCA分析.结果表明,加拿大一枝黄花叶片上、下表皮毛均为单列多细胞型非腺毛,下表皮毛密度高于上表皮;上表皮细胞为多边形且垂周壁平直或波状,下表皮细胞为不规则形或多边形且垂周壁较平直或呈波状、浅波状;叶片上表皮几无气孔分布,下表皮均有气孔分布,气孔器为无规则型,气孔多近圆形;不同居群间表皮毛密度、气孔密度、气孔长度和宽度有显著差异,在较干燥环境下的居群表皮毛密度较大、气孔较小,在较湿润生境下的居群表皮毛较少、气孔较大.茎横切面均由表皮、皮层和中柱组成;各居群表皮和皮层结构没有明显差异,维管束数目差异明显(8.05～13.39 mm-1);髓部面积百分比也有明显差异(25.7%～49.5%).叶表皮和茎结构特征的可塑性指数存在居群间差异,其中气孔密度的平均可塑性指数最大(0.38),髓部面积百分比的平均可塑性指数最小(0.13).CCA分析结果表明,茎和叶表皮结构特征与土壤湿润度和纬度的关系较大,气孔密度、长度和宽度与土壤湿润度呈正相关,维管束数目、表皮毛密度及髓部面积百分比与土壤湿润度和纬度呈负相关;各居群的分布与分布地的土壤湿润度和纬度的相关性较大.结果显示, 加拿大一枝黄花居群间的形态特征适应性分化利于其入侵不同的生境,而采用无性繁殖方式可保持其个体形态特征上的变异,从而增加其入侵的成功率.     

广州市常见行道树种叶片表面形态与滞尘能力

以广州市常见的18种行道树为对象,通过扫描电镜观察比较了行道树的叶表面形态结构、应用接触角测定仪测定了绿化树种叶片的接触角对滞尘能力的影响.结果表明:不同树种的滞尘量差异显著,18种植物叶片雨后第26天的最大滞尘量在0.066-1.831 g/m2,物种间相差达27倍以上.叶表面具有网状结构,气孔密度较大(20＜气孔密度＜60个)且气孔开口较大(如芒果)容易滞留粉尘;叶表面平滑具有蜡质层,气孔排列整齐,无明显起伏(如红花羊蹄甲、桃花心木、大叶紫薇、鹅掌藤),滞尘能力较弱.植物叶片接触角与滞尘量呈负相关(r=-0.614),接触角＜90°的表现为亲水性.易润湿的植物叶片雨后第26天最大滞尘量在1.0-1.831 g/m2,叶片表面的形态结构凹凸不平,具有钩状或脊状褶皱、突起等且20＜气孔密度＜60范围内,测得的接触角较小(芒果、重阳木、高山榕),使得粉尘与植物叶片接触面积较大,粉尘不易从叶面脱落,滞尘能力较强.而接触角较大的盆架树、麻楝、大叶紫薇、鹅掌藤和红花羊蹄甲的滞尘量均＜1.0g/m2,其特殊的表面结构和疏水的蜡质使颗粒物不易吸附在植物叶片上,因此滞尘能力较弱.由此可见,植物叶表面蜡质含量和气孔密度及其叶片接触角的大小是影响植物叶片滞尘能力的主要因素,在进行城市绿化时,适当考虑选择叶表面形态有利于滞尘的绿化树种,将可提高城市植被的环境效应.     

星状雪兔子植物叶的解剖结构对高山环境的适应性

对青藏高原东缘两个不同居群的星状雪兔子植物叶的结构进行了显微观察,观察结果表明:两种不同居群植物的叶片类型均为等面叶,表皮细胞单层,角质层厚,表皮细胞形状为多边形,垂周壁平直或弓形。生于海拔2850m处的星状雪兔子植物,叶片厚度为330.66μm,上表皮气孔密度为106.75,下表皮气孔密度为144.79;海拔2890m处的星状雪兔子植物,叶片厚度为537.07μm,上表皮气孔密度为53.6,下表皮气孔密度为77.30。两种植物叶片类型虽然均为等面叶,但明显表现为两种不同的生态类型,这表明了星状雪兔子植物的叶在无表皮毛保护的情况下对高山环境的适应性并不是单一的。     

The bHLH protein, MUTE, controls differentiation of stomata and the hydathode pore in Arabidopsis

Stomata are turgor-driven epidermal valves on the surface of plants that allow for efficient gas and water exchange between the plant and its environment. The Arabidopsis thaliana basic helix-loop-helix (bHLH) protein, MUTE, is a master regulator of stomatal differentiation where it is required for progression through the stomatal lineage and the differentiation of stomata. The genetic control of stomatal spacing across the epidermal surface is variable in different organs. For instance, a distinct suite of genes from those in leaves regulates stomatal patterning in hypocotyls. Here we report that regardless of organ type, MUTE controls downstream events directing stomatal differentiation, specifically the transition from meristemoid to guard mother cell. Ectopic MUTE expression is sufficient to over-ride cell fate specification in cell types that do not normally differentiate stomata. Furthermore, MUTE is required for the production of the structure evolutionarily related to stomata, the hydathode pore. Consistently, MUTE displays expression at the tip of cotyledons and leaves, thus co-localizing with the auxin maxima. However, MUTE itself was not regulated by the auxin, and the absence of hydathode pores in mute did not affect the auxin maxima. Surprisingly, our analysis revealed that the requirement for MUTE could be partially circumvented under conditions of compromised inhibitory signaling.     

落羽杉属(杉科)叶表皮结构及气孔参数

落羽杉属Taxodium Rich.现生3种植物——落羽杉T. distichum (L.) Rich.、池杉T. ascendens Brongn.和墨西哥落羽杉T. mucronatum Tenore.的条形叶为双面气孔型或单面气孔型。叶片远轴面气孔分布于中脉两侧,每侧各有4-8列气孔。叶片中部气孔数量稳定,顶部和基部气孔数量比中部略少。近轴面气孔在中脉两侧各有1-4行,有时仅少数几个气孔或没有气孔分布。非气孔分布区内,表皮细胞长方形,细胞壁直或稍微呈波状,细胞长轴与叶片长轴一致。气孔分布区内的表皮细胞有时为多边形。气孔器椭圆形,长轴与叶片长轴垂直或成一定的角度。保卫细胞壁加厚明显,极端联合形成极层结构。落羽杉属3种现生植物的气孔密度和气孔指数差异显著,不同采集地的落羽杉气孔密度和气孔指数差异不显著。这3种植物的气孔指数的变异系数均小于气孔密度的变异系数,用气孔指数指示大气CO2浓度比用气孔密度可靠。     

Acclimation to humidity modifies the link between leaf size and the density of veins and stomata

The coordination of veins and stomata during leaf acclimation to sun and shade can be facilitated by differential epidermal cell expansion so large leaves with low vein and stomatal densities grow in shade, effectively balancing liquid‐ and vapour‐phase conductances. As the difference in vapour pressure between leaf and atmosphere (VPD) determines transpiration at any given stomatal density, we predict that plants grown under high VPD will modify the balance between veins and stomata to accommodate greater maximum transpiration. Thus, we examined the developmental responses of these traits to contrasting VPD in a woody angiosperm (Toona ciliata M. Roem.) and tested whether the relationship between them was altered. High VPD leaves were one‐third the size of low VPD leaves with only marginally greater vein and stomatal density. Transpirational homeostasis was thus maintained by reducing stomatal conductance. VPD acclimation changed leaf size by modifying cell number. Hence, plasticity in vein and stomatal density appears to be generated by plasticity in cell size rather than cell number. Thus, VPD affects cell number and leaf size without changing the relationship between liquid‐ and vapour‐phase conductances. This results in inefficient acclimation to VPD as stomata remain partially closed under high VPD.     

Bacterial infection systemically suppresses stomatal density

Many plant pathogens gain entry to their host via stomata. On sensing attack, plants close these pores to restrict pathogen entry. Here, we show that plants exhibit a second longer term stomatal response to pathogens. Following infection, the subsequent development of leaves is altered via a systemic signal. This reduces the density of stomata formed, thus providing fewer entry points for pathogens on new leaves. Arabidopsis thaliana leaves produced after infection by a bacterial pathogen that infects through the stomata (Pseudomonas syringae) developed larger epidermal pavement cells and stomata and consequently had up to 20% reductions in stomatal density. The bacterial peptide flg22 or the phytohormone salicylic acid induced similar systemic reductions in stomatal density suggesting that they might mediate this effect. In addition, flagellin receptors, salicylic acid accumulation, and the lipid transfer protein AZI1 were all required for this developmental response. Furthermore, manipulation of stomatal density affected the level of bacterial colonization, and plants with reduced stomatal density showed slower disease progression. We propose that following infection, development of new leaves is altered by a signalling pathway with some commonalities to systemic acquired resistance. This acts to reduce the potential for future infection by providing fewer stomatal openings.     

七种热带雨林树苗叶片气孔特征及其可塑性对不同光照强度的响应

对生长在荫棚3种不同光照条件下和全自然光下的热带雨林4个冠层种(望天树、绒毛番龙眼、团花、红厚壳)和3个中层种(玉蕊、藤黄、滇南风吹楠)树苗叶片气孔特征以及它们的可塑性进行了研究、结果表明,这些植物的气孔全部着生在远轴面．7种植物中,玉蕊和绒毛番龙眼的气孔密度较大,滇南红厚壳和团花的保卫细胞最长．随光强的增大,气孔密度和气孔指数增大,单位叶气孔数在低光强下较大．除团花外,其它植物叶片气孔导度在50％光强处最大,而光强对保卫细胞的长度影响不显著．相关分析表明,气孔密度与植物单位叶的面积呈负相关。而与气孔导度的相关性不显著、尽管两种不同生活型植物气孔指数和单位叶气孔数在不同光强下的可塑性差异较小,但冠层树种气孔密度和气孔导度的可塑性显著高于中层树种．     

干旱胁迫对植物气孔特性影响研究进展

综述干旱胁迫对植物叶片气孔特性的影响,从气孔大小、气孔密度、气孔导度等方面概括植物气孔对干旱胁迫的响应,分析植物气孔特性与其抗旱性的关系,并对气孔特性的研究方向进行展望。     

高粱、紫苏叶脉密度与光合特性的关系

叶脉是植物叶片光合作用水分输送的重要结构。为阐述叶脉与光合特性之间的关系,以C4植物高粱(Sorghum bicolor)、C3植物紫苏(Perilla frutescens)为实验材料研究了叶脉密度和光合特性之间的关系。结果表明,与紫苏相比,高粱叶片叶脉密度大,导水能力强,蒸腾速率高,但气孔密度小。进一步分析表明,高粱叶片近轴侧气孔密度占总气孔的比例明显高于紫苏。叶脉密度大的高粱具有较高的净光合速率;而紫苏叶脉密度小,净光合速率也较低。由此表明,较高的叶脉密度有利于支持较高的光合速率,但研究表明叶脉密度和气孔密度可能不存在严格的协同变异关系。研究结果对理解植物光合作用适应有重要意义。     

长春花叶片发育过程中气孔密度和气孔指数的动态变化

对长春花叶片近轴面和远轴面上的气孔密度和气孔指数在不同发育阶段的动态变化进行了研究.结果表明:在各个发育阶段,近轴面上的气孔以叶脉两侧居多,远轴面上的气孔则在整个叶片上均匀分布.将一个枝条上的10对真叶按发育顺序界定为10个发育阶段,即从枝条的顶端到基部,分别将第10、第9、第8……第1节位的叶片定义为第1、第2、第3...