近日,胡尚連教授研究團(tuán)隊在日間蒸騰作用發(fā)生機(jī)制及其對水分運(yùn)輸?shù)挠绊懛矫嫒〉眠M(jìn)展。相關(guān)成果以《竹筍期竹籜和筍體的日間蒸騰特性及其對水分運(yùn)輸?shù)挠绊憽窞轭}發(fā)表在中國科技期刊卓越行動計劃梯隊期刊類期刊《植物生態(tài)學(xué)報》上,我院生物技術(shù)2017級本科生李唐吉為成果第一完成人,曹穎和胡尚連教授為共同通訊作者,我校為唯一成果單位。
竹子的高速生長主要發(fā)生在無枝無葉的筍期,并對水分需求巨大。水分不僅參與植物體內(nèi)各種代謝,而且水分轉(zhuǎn)運(yùn)可促進(jìn)光合產(chǎn)物、礦質(zhì)元素、生長激素等物質(zhì)流動。竹子夜間主要由根壓驅(qū)動水分轉(zhuǎn)運(yùn),但在日間尤其是下午根壓基本為負(fù)值,明確竹筍日間蒸騰作用發(fā)生機(jī)制及其對水分運(yùn)輸?shù)挠绊憣χ窳峙嘤兄匾饬x。該研究以不同伸長階段的慈竹(Bambusa emeiensis)筍為材料,研究了莖稈和竹籜的氣孔特征、氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率等生理特征及在離體條件下竹筍的水分轉(zhuǎn)運(yùn)速率。結(jié)果表明:1)不同發(fā)育狀態(tài)的竹筍莖稈及籜鞘表面均分布有大量氣孔,氣孔小且凹陷,光合速率及葉綠素a、b含量極低,但氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均顯著高于成熟葉片,表明筍體和籜鞘是竹筍主要的呼吸和蒸騰部位。2)離體條件下竹筍的番紅示蹤表明,高生長階段的竹筍莖稈中番紅上升速率較快,有著較強(qiáng)的蒸騰。竹籜分離后,番紅仍然能夠擴(kuò)散和運(yùn)輸,表明筍體莖稈也存在一定的蒸騰,但與竹籜包裹的竹筍相比,番紅在分離竹籜后的筍體中上升速度顯著下降,表明竹籜對筍體內(nèi)水分運(yùn)輸影響較大。3)籜環(huán)處的組織解剖發(fā)現(xiàn),節(jié)間的縱向維管束在竹節(jié)處特化形成一個類板狀結(jié)構(gòu),彎曲伸入竹籜,是竹籜影響筍體內(nèi)水分運(yùn)輸?shù)闹匾Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。上述結(jié)果表明,日間竹筍水分通過莖稈和竹籜表面的氣孔大量蒸散,產(chǎn)生蒸騰拉力驅(qū)動筍體內(nèi)水分轉(zhuǎn)運(yùn)。該研究也發(fā)現(xiàn),隨著莖稈成熟、竹籜松動并開始脫落時,莖稈表面的氣孔寬度增加,加大了氣孔的開口大小,增大了節(jié)間氣孔與大氣水氣交換的有效面積,一定程度上彌補(bǔ)竹籜脫落時減少的蒸騰拉力。
該研究得到四川省“十四五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(20zs2172);四川省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目(2019YFN0005);四川省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項(xiàng)目(19xcy056);等項(xiàng)目資助。
