酸枣根系导管结构的可塑性对自然梯度 干旱生境的适应机制

来源：土壤学报杂志2018年第3期北京时间：

作者：朱广龙,陈许兵,Irshad Ahmad,刘家玮,智文芳,焦秀荣,周桂生

单位：朱广龙，扬州大学农业科技发展研究院，教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室；zhuguang2007@163.com,陈许兵，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室；742014256@qq.com,Irshad Ahmad，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室；irshadgadoon737@yahoo.com,刘家玮，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室；cavinl1u@qq.com,智文芳，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室；2335589806@qq.com,焦秀荣，扬州大学农业科技发展研究院，教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室；xiurongjiao@163.com,周桂生，扬州大学农业科技发展研究院，教育部农业与农产品安全国际合作联合实验室；gszhou@yzu.edu.cn,

摘要：根系导管是植物吸收和输送水分的主要通道，导管的结构将最终决定其导水功能和效率，研究导管结构的可塑性是理解植物对干旱梯度适应机制的关键。以采自烟台-石家庄-银川-吐鲁番形成的自然梯度干旱生境中生长的酸枣植株为试验材料，采用离析法和植物显微技术，探究酸枣根次生木质部导管对梯度干旱生境适应的结构特征和机制。结果表明：酸枣根系次生木质部导管有6种类型，不同生境中同种导管的数量和形态差异较大。根据管尾情况可将导管分为三类：无尾型、一端有尾型和两端有尾型导管, 且在结构上表现出特定的适应特征及规律。从烟台至吐鲁番随干旱加剧，根系中网纹导管管壁加厚，管尾变短；孔纹导管长度、宽度、直径减小，壁厚增加，管尾变长；螺纹导管长度变小，管壁变薄，管尾变短；梯纹导管长度、宽度和直径均降低，从无尾型向有尾型转变；木纤维长度、宽度变小，管壁变薄，管尾加长。与烟台样地的导管相比，石家庄、银川和吐鲁番样地的孔纹导管长度分别减小了17.63%、11.23% 和7.67%；螺纹导管的管壁分别减小了20.2%、11.4%和14.6%；梯纹导管的长度和宽度分别减小了29.1%、37.6%、31.4%和20.7%、48.5%、28.6%；木纤维的长度分别减小了0.7%、1.5%和2.6%，宽度减小了2.2%、4.7%和5.4%，管壁厚度减小了33.2%、29.3%和22.1%。说明酸枣植株根系导管的可塑性较大，导管形态和结构的变化利于水分和养分的高效吸收和转运。导管长度、管壁和管尾的变化增强了根系的韧性和伸展能力，利于根系深扎、吸收深层土壤中的水分并快速补充植株在干旱环境中的蒸腾散失，从而适应干旱生境，保证植株的正常生长和代谢。

关键词：酸枣;导管分子;解剖结构;梯度干旱;生境

基金资助：江苏省高校自然科学基金 (17KJB210008)和扬州大学高层次人才科研启动项目 (137011178)