在全球氣候變化背景下,桑寄生和寄主植物之間的相互作用對樹木的生長和死亡有重要影響。然而,目前關于桑寄生的水分傳導能力、耐旱能力以及它們對寄主植物的潛在影響仍知之甚少。
中國科學院西雙版納熱帶植物園(以下簡稱“版納植物園”)植物生理生態(tài)研究組以園區(qū)內(nèi)八種桑寄生-寄主植物物種對為研究對象,共測定了與水分傳導能力和耐旱性相關的21個枝葉功能性狀,旨在探究桑寄生和寄主植物的生態(tài)適應策略的差異。
研究發(fā)現(xiàn),與寄主植物相比,桑寄生表現(xiàn)出更強的耐旱性。具體表現(xiàn)為桑寄生具有更低(更負)的葉片旱季正午水勢、膨壓喪失點水勢、導水率損失12%的木質(zhì)部水勢;具有更高的胡伯爾值、邊材密度和導管密度;更小的葉片、比葉面積、葉脈密度和氣孔密度。同時,桑寄生具有更低的導水率,具體表現(xiàn)為邊材比導率、葉比導率和水力加權導管直徑均低于寄主植物。桑寄生的水分利用效率也低于寄主植物(更負的碳穩(wěn)定同位素值)。此外,桑寄生和寄主植物的性狀相關性存在差異,桑寄生的性狀相關性更強,這反映了桑寄生和寄主植物在生態(tài)適應策略上的不同。值得注意的是,在所研究的桑寄生和寄主植物中,均沒有觀察到水力效率和安全之間的權衡。此外,研究發(fā)現(xiàn)桑寄生的水力學性狀具有高度可塑性,導水率損失12%、50%和88%的木質(zhì)部水勢在不同寄主植物之間存在顯著的種內(nèi)差異。且桑寄生的性狀相關性由種內(nèi)和種間變異共同驅(qū)動,其中種間變異更為重要。這些研究結果凸顯了桑寄生強大的適應能力,能夠根據(jù)不同寄主植物的特性靈活調(diào)整自身的水力策略。該研究為桑寄生的水分利用效率、抗旱性以及其對環(huán)境變化的潛在響應機制提供了新的科學依據(jù)。
相關研究成果以Survival secrets of mistletoes: high drought tolerance in canopy habitats為題發(fā)表于Tree physiology上。版納植物園植物生理生態(tài)研究組與云南大學聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生黃顯艷為論文的第一作者,張云冰副研究員和張教林研究員為通訊作者。版納植物園園林園藝中心為樣品采集和鑒定提供了支持。研究得到了國家自然科學基金、云南省基礎研究專項,云南省“興滇英才支持計劃”青年人才專項和版納植物園“十四五”規(guī)劃項目的資助,在此一并致謝。
圖1:桑寄生與其寄主植物枝條功能性狀的差異
圖2:八種桑寄生-寄主植物物種對的脆弱性曲線
圖3:桑寄生與其寄主植物葉片功能性狀的差異
圖4:桑寄生與其寄主植物枝葉功能性狀的主成分分析
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