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lol下注平台科研人员在红树植物水力安全协调机制方面取得研究进展
 

红树林湿地生态系统具有重要生态功能和经济价值,在维护海岸生态平衡和生物多样性、提供大量的动植物资源、防风消浪、促淤保岸、净化环境污染、固碳储碳等方面都发挥着重要的作用,是热带、亚热带地区碳储备最丰富的"蓝碳"生态系统。随着全球气候变化加剧带来的高温、干旱、海平面上升及人类不合理开发,全球大面积红树林遭受威胁和破坏,其碳储备大幅降低,然而其响应干旱的水力安全机制还不清楚。因周期性遭受海水浸淹,土壤和水分盐度高、缺氧,强紫外线照射,以及高温带来的强蒸腾压力,这些非生物胁迫使得红树植物进化出了特殊的生理结构,如根系拒盐,或者通过叶片的盐腺泌盐。基于红树植物的盐分抗性和策略的种间差异,不同的红树物种(包括从根系到叶片的整个水力通路)在应对干旱时候的水力安全协调机制可能不同。

本研究用光学法同时测定了两种红树植物(白骨壤Avicennia marina和木榄Bruguiera gymnorrhiza)幼苗的根、茎、叶的抗栓塞脆弱性曲线(抗栓塞能力可以指征植物的抗逆能力,如抗旱性),根和叶的膨压丧失点(压力-体积曲线),以及木质部的解剖特征。本研究假设:1)与气孔调节不敏感的白骨壤相比较,气孔调节敏感的木榄有栓塞抗性更脆弱的根、茎、叶结构;2)依据脆弱性分区假说,叶片会比茎和根栓塞抗性更脆弱;3)虽然栓塞抗性会有种间或者个体差异,个体内各器官间将有栓塞抗性的协调;4)气孔关闭将先于膨压丧失和早期栓塞扩散,各干旱反应指标之间的水力安全边界较大(图1)。

1假说(hypothesized)和实际测定(observed)的红树幼苗不同抗旱指标间的阈值及其协调示意图。

结果表明,两种红树根和叶的抗栓塞能力(P50)较茎更脆弱,但是栓塞刚发生时的水势(P5)在根、茎、叶三种器官中无明显差异。气孔关闭时的水势,根和叶膨压丧失时的水势和早期栓塞扩散时的水势(P5)接近(图1)。木质部的解剖特征和栓塞抗性无相关性。栓塞脆弱性分区可能对于红树植物阻止栓塞从脆弱的根和叶扩散至茎非常重要。盐分抗性和策略的种间差异影响从根到叶的水力特征,泌盐红树白骨壤较拒盐红树木榄,根和叶的膨压丧失点水势更负,茎栓塞抗性更强。揭示红树植物的根系生理阈值,特别是水力安全阈值,可为最近红树植物在遭遇长时间干旱和浸淹后大面积死亡提供重要见解。

研究结果发表于国际期刊“Plant Physiology”(Q1,IF 8.005)上,lol职业比赛下注平台蒋国凤副教授为论文的第一和通讯作者,弗罗里达国际大学Adam Roddy助理教授为论文共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金地区项目(31860195)的支持。

论文链接:

https://doi.org/10.1093/plphys/kiac240

参考文献:

1.Jiang GF*(蒋国凤),Li SY, Li YC, Roddy AB (2022) Coordination of hydraulic thresholds across roots, stems, and leaves of two co-occurring mangrove species. Plant Physiology:1-16.

2.Jiang GF*(蒋国凤),Brodribb TJ, Roddy AB, Lei JY, Si HT, Pahadi P, Zhang YJ, Cao KF (2021) Contrasting water use, stomatal regulation, embolism resistance, and drought responses of two co-occurring mangroves. Water13.

3.Jiang GF(蒋国凤),Goodale UM, Liu YY, Hao GY, Cao KF (2017) Salt management strategy defines the stem and leaf hydraulic characteristics of six mangrove tree species. Tree Physiology37:389-401.

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