近年來許多研究發(fā)現(xiàn)全球氣候變暖所誘導(dǎo)的干旱是抑制樹木生長及導(dǎo)致死亡率增加的主要因素，然而水分與非結(jié)構(gòu)碳在調(diào)節(jié)樹干形成層細(xì)胞分裂及木質(zhì)部形成過程中的作用及機(jī)制至今仍不清楚。
中國科學(xué)院華南植物園森林生態(tài)與模擬研究組研究員黃建國及其合作者通過研究在不同溫度和水分處理下黑云杉幼苗樹干形成層每周細(xì)胞分裂和木質(zhì)部形成以及測量形成層和木質(zhì)部中的非結(jié)構(gòu)碳組分（蔗糖sucrose，葡萄糖glucose，果糖fractose，棉籽糖raffinose和D-松醇d-pinitol）的含量，用混合模型定量了非結(jié)構(gòu)碳、水分和溫度與形成層和木質(zhì)部細(xì)胞數(shù)量的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)表征分生組織活動的木質(zhì)部細(xì)胞總數(shù)（木質(zhì)部增大期細(xì)胞、細(xì)胞壁增厚期細(xì)胞、成熟細(xì)胞）是水分、蔗糖和D-松醇的函數(shù)（conditional r2 =0.79），其中水分為主要限制因子（貢獻(xiàn)率73%），碳次之（貢獻(xiàn)率18%）；發(fā)現(xiàn)形成層在干旱狀態(tài)下會停止細(xì)胞分裂。而碳（其中23%的碳來自附近的形成層）則是活細(xì)胞總數(shù)（形成層細(xì)胞、增大期細(xì)胞、細(xì)胞壁加厚期細(xì)胞）的最大解釋因子（conditional r2 =0.49；貢獻(xiàn)率59%），水則次之（貢獻(xiàn)率15%），表明木質(zhì)部發(fā)育過程中對能量的功能性需求。該研究首次精細(xì)區(qū)分了碳和水在木質(zhì)部形成（包括分生組織活動和細(xì)胞分裂）中的交互作用及闡明了干旱抑制樹木生長及死亡的生理機(jī)制。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在植物期刊Plant Physiology上。該研究得到中科院百人計(jì)劃項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等資助。
圖解摘要
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