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版纳园研究发现根压控制竹类植物最大生长高度新机制
日期:2012-04-21 |来源:西双版纳热带植物园 | 【 【打印】【关闭】浏览次数:

许多草本植物都产生根压,其它一些维管类植物也产生根压。主要的粮食植物如水稻、小麦、玉米、高粱、谷子等是禾本科植物,可能都产生根压。禾本科植物通过产生根压修复输导组织气栓、控制植物生长的机制发现,可能会对于禾本科粮食作物的耕作管理、旱作技术、良种选育有重要的启发意义。

植物叶片的蒸腾会导致植物水势下降,导致气泡被吸入输导组织的管道中,形成气栓,使管道分子传导水分功能暂时受阻。在干旱条件下,如果输导组织气栓严重,叶片就会因得不到供水而枯萎、脱落。单子叶植物茎干没有形成层,不能形成新的输导组织,一旦输导组织管道发生严重气栓而不能修复,地上植株就会枯死。世界上最高的植物如红杉、花旗松、桉树最大高度不超过130米,限制植物最大高度生长的机制,长期以来是科学家关注的重要科学问题,水力限制假说得到许多研究的支持。单子叶植物竹子最大高度也可以达30多米高,它们最大高度生长的限制因素一直没有被研究过。

中科院西双版纳热带植物园曹坤芳研究员和他的研究生杨石建等对收集在版纳植物园和浙江安吉竹博园的竹类植物的研究发现,竹类植物冠层小枝及其叶片因蒸腾失水容易发生气栓,而使气孔导度和光合作用降低。但是,它们的地下茎(根系)在夜间产生强烈的根压,使水分夜间输送到冠层,将输道组织气栓的管道重新注入水,恢复运输功能,保证白天水分运输、光合作用的正常进行。对59个种共67个竹丛的测定发现,不管是热带丛生竹还是亚热带散生竹,竹丛的最大高度与根压呈很强的正相关,表明根压是竹类植物输道组织气栓修复的主要机制,从而控制它们的最大生长高度。该研究发现了一种控制植物生长的新机制。
相关论文已在生态学顶级期刊Ecology Letters上在线发表。
实验材料之一——黄金间碧竹(摄影:万金鹏)
 

 
 
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