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版纳植物园合作揭示龙脑香科植物叶片韧皮部的

2019-09-29 06:59

7月29日至31日,应中国科学院热带森林生态学重点实验室植物生理生态组副研究员陈亚军的邀请,瑞士巴萨尔大学植物研究所教授Christian Körner访问版纳植物园。

养分从衰老叶片向活组织转移的过程被称为养分回收(Nutrient resorption)。该过程实现了植物体对养分的再利用,从而降低植物对土壤养分的依赖,对植物的生长具有重要贡献,是植物适应养分贫瘠生境的重要对策。全球尺度上,N和P的回收效率(回收的N和P占成熟叶片N和P的比例)分别为50%和52%。叶片养分回收主要包括3个过程:含N和P化合物的酶解、韧皮部装载及韧皮部运输。现有的研究表明,前两个过程不是叶片养分回收的限制因子,从而维管组织的输导能力可能决定了养分回收的程度,但至今未有可靠的证据。

29日下午,Christian Körner作了题为“重新审视植物水分关系研究”(Plant water-relations revisited)的学术报告。他分享了目前植物水分关系研究中存在争议的几个研究问题:干旱是否会引起植物的“碳饥饿(Carbon starvation)”;干旱导致树木的死亡究竟是“碳饥饿”还是“水力运输失效”引起的;植物长距离和短距离水分运输关系。然后结合具体实例给出了他的主要观点,建议在今后的水分关系研究中要综合考虑降水格局与土壤类型、植物地下部分的功能性状,如:根系长度、根系与菌根等之间的相互作用。报告结束后,与会的科技人员与Christian Körner进行了热烈的交流和讨论。

中国科学院西双版纳热带植物园植物生理生态研究组张教林、陈亚军,全球变化研究组张一平与昆明植物研究所张石宝、荷兰瓦赫宁根大学Lourens Poorter合作,研究了同质园引种栽培的17种龙脑香科植物的养分回收,及其与叶片韧皮部输导能力和生长速率的关系。结果表明,龙脑香科植物叶片韧皮部的运输能力影响其N的回收效率,进而影响了生长速率;叶片韧皮部的运输能力与P的回收效率无关,龙脑香科植物是热带极少数具有外生菌根的树木,有利于其根系对土壤P的吸收,这可能是龙脑香科植物能在缺P的东南亚热带雨林中繁茂生长的重要原因之一。

访问期间,Christian Körner还与植物生理生态研究组和树木年轮与环境演变研究组的科技人员和研究生进行了座谈交流,并参观了版纳植物园的专类园、版纳补蚌工作站及相关实验样地。在座谈交流中,树木年轮与环境演变研究组组长范泽鑫介绍了版纳植物园概况、近年来的发展变化和取得的研究成果,他还介绍了树木年轮组目前正在开展的研究项目及取得的初步成果。陈亚军介绍了植物生理生态研究组的基本情况和开展的一些研究项目。Christian Körner对版纳植物园在科研成果、物种保存、园林建设以及国际化程度方面的成绩给予高度评价。

相关研究成果以Nutrient resorption is associated with leaf vein density and growth performance of dipterocarp tree species为题发表在生态学期刊Journal of Ecology上(2015,130:541–549)。该研究得到了国家自然科学基金(31270453, 31470470)、云南省后备人才项目(2012HB039)及版纳植物园“突破一”和“方向一”的联合资助。

Christian Körner是国际著名的生态学家,也是奥地利、德国、印度三个国家的院士。他主要从事CO2浓度增加对成熟森林的影响、高山植物生态学和生物多样性、高海拔树线研究和气候变化对地中海植物生态系统的影响等方面的研究;目前已累计发表论文500余篇,并有多篇文章发表于Science、New Phytologist、Journal of Ecology、Global Change Biology、Functional Ecology、Tree Physiology等。

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