廣東
論文題目：The Functional Significance of Leaf Shape Lies in Water Relations Over Thermoregulation: A Case Study With an Arid Legume Herb
論文作者：Hui Wang*, Jian Li, Jun-Yu Chen, Min Wang, Eric Imbert, Zhao-Yang Chang
葉形(leaf shape)是植物最富于變化的性狀之一。由于葉的功能重要性，葉形演化被認為反映了其適應(yīng)性的生理生態(tài)功能。理論研究提出，葉形變異會改變有效葉寬(we)，進而影響植物溫度調(diào)節(jié)和水分輸導(dǎo)效率。然而，這兩個假說尚缺乏全面的實證檢驗。豆科棘豆屬植物二型葉棘豆(Oxytropis diversifolia E. Peter)分布于我國西部草原荒漠地區(qū)，不同個體在葉形上存在自然變異(1小葉、1–3小葉或3小葉)。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)其居群葉形頻率有自西向東的梯度變化，并與降水和溫度相關(guān)的氣候因子梯度變化吻合，因而是檢驗上述功能關(guān)系的理想材料。為全面檢驗這兩個假說，本研究對該物種所有已知居群進行了葉宏觀形態(tài)學(xué)分析，并選擇4個代表性居群進行了葉溫和氣體交換參數(shù)測定以及水平衡相關(guān)的葉解剖結(jié)構(gòu)分析。我們首先確認了小葉數(shù)目的增加確實會顯著降低有效葉寬(we)。再次，我們檢驗了溫度調(diào)節(jié)假說，發(fā)現(xiàn)盡管有效葉寬較小的葉可以在日間維持較低的葉溫，但葉溫和環(huán)境氣溫的差值通常較小(多在1°C以內(nèi))，生物學(xué)影響有限。最后，我們檢驗了水平衡假說，從而揭示了葉水分關(guān)系中一個關(guān)鍵的解剖學(xué)權(quán)衡：葉有效葉寬的降低帶來了一些有利于水分輸導(dǎo)的特征，如更低的葉肉組織/中脈比值和更高的葉脈密度，但是也以維管組織徑級減小為代價。這一權(quán)衡很可能導(dǎo)致了中間表型(即1–3小葉)在特定條件下表現(xiàn)出更優(yōu)的氣體交換能力。本研究表明葉形的功能意義主要體現(xiàn)在水平衡而非溫度調(diào)節(jié)上，而與解剖學(xué)權(quán)衡相關(guān)的平衡選擇可能是維持種內(nèi)葉形變異的潛在機制。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.70484
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