蘇鐵的起源可以追溯到古生代晚期,現存的蘇鐵因形态上與其古老的化石祖先相似,一直被認為是活化石。現存蘇鐵主要分布在熱帶和亞熱帶地區,其生境多樣性高,如潮濕的熱帶雨林、旱地,低地再到高海拔地區等都有分布。由于氣候變化和人類幹擾導緻蘇鐵物種數量急劇下降,近70%的蘇鐵種被列入IUCN紅色名錄,急需加強對蘇鐵類植物的研究和保護。現存蘇鐵類植物分為蘇鐵科和澤米鐵科,共10屬367個種。較澤米鐵科,蘇鐵科植物更早分化,主要分布在更冷和降水更多的生境。另外,蘇鐵科植物羽片為單脈,而澤米鐵科植物有着更厚且硬的多脈羽片。目前對于被子植物的葉片水分平衡研究較多,對于蘇鐵類植物的水分供需平衡少有研究。鑒于蘇鐵植物生境和形态多樣性,推測其葉軸和羽片水分平衡的生理性狀有一定的特殊性。

幾種蘇鐵植物紋孔及管胞特征
管胞間的紋孔膜是初生細胞壁中連接到相鄰管胞的可滲透區域,在木質部管胞間的水分運輸和營養物質的傳輸中起着極其重要的作用。然而,蘇鐵植物的紋孔膜特征及其在光合水分關系中的作用仍不清楚。本研究通過測定同質園中蘇鐵科和澤米鐵科共13種蘇鐵的紋孔特征,并分析紋孔性狀和其它解剖、生理特征的關聯,研究發現蘇鐵植物雖然紋孔密度和紋孔面積之間表現出與其它類群植物相似的權衡,但其紋孔性狀多樣性較高,且表現出獨特的生理适應特征:(1)蘇鐵植物的紋孔膜、紋孔口和紋孔形狀未見被子植物紋孔性狀的協調性;(2)蘇鐵植物有着較蕨類植物和被子植物更大的紋孔膜面積和較低的紋孔密度,其紋孔膜面積較非蘇鐵裸子植物更小、紋孔膜密度相似;(3)蘇鐵植物的紋孔膜面積和密度與解剖學特征部分協調,葉軸的水力供應與光合作用正向協調,而紋孔口面積和占比與光合性狀負向協調;(4)紋孔性狀與蘇鐵科植物對較濕潤生境和澤米鐵科對較幹旱生境的适應特征。
蘇鐵植物多樣化的紋孔性狀,獨特的紋孔膜大小和密度、及葉軸紋孔、解剖特征和羽片生理性狀的特殊協調關系,可能塑造了它們在中生代各生态系統中的優勢地位,及對現代多樣化生境适應的能力。
研究結果發表于國際著名期刊“Physiologia Plantarum”(Q2,IF5.081 )上,澳门太阳集团9728网站碩士生龐玉堃、已畢業碩士生覃蘭麗為論文共同第一作者,蔣國鳳副教授為論文通訊作者。本研究得到了廣西自然科學基金項目(2022GXNSFDA035059)、國家自然科學基金地區項目(31860195)和巴馬縣科技人才計劃項目(20210020, 20220011)的支持。
原文鍊接:https://doi.org/10.1111/ppl.13924