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昆明植物所揭示花性状的进化机制

2018-05-22 昆明植物研究所
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  花作为植物的重要繁殖器官,是被子植物进化的重要标志但是,花结构与生理功能之间关系的研究仍存在许多空白。花和叶片一样,通常是植物冠层最热最干燥的终端结构,有些植物的花也具有气孔,会因蒸腾而损失大量水分。花朵萎蔫将阻碍传粉,影响繁殖效率,因此维持花朵的水分平衡和膨压对植物的繁衍具有重要意义。

  中国科学院昆明植物研究所张石宝研究组与塔斯马尼亚大学Timothy J. Brodribb研究组合作,以27种被子植物的花和叶片为研究材料,利用植物系统发育分析方法研究了花和叶片功能性状的适应与进化机制。研究发现,尽管花瓣和萼片的脉密度和气孔密度低于叶片,并与叶片的脉密度和气孔密度成比例变化,但是,花瓣的脉密度和气孔密度之间没有呈现相关性。说明花和叶片的进化选择压不同,提高叶片的光合速率被视为选择小细胞的一个过程,这增加了叶片的气孔密度和叶脉密度。花的功能不同于叶片,选择压按比例保持花脉和气孔组织之间协调的投资不太强烈。然而,花瓣的脉密度和气孔密度间的较弱关系可能暗示角质层对花瓣水分维持有潜在贡献。

  上述研究结果以Similar geometric rules govern the distribution of veins andstomata in petals, sepals and leaves 为题在线发表于植物学期刊New Phytologist上。

  上述研究得到了国家自然科学基金项目和中科院公派留学项目的资助。

  文章链接 

  图1 代表植物(Aquilegia vulgaris)的叶片(ad),萼片(be)和花瓣(cf)的脉和气孔的显微结构

图2 27种被子植物叶片、萼片和花瓣的脉密度和气孔密度之间的关系

打印 责任编辑:叶瑞优

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