中国林科院“十三五”国家自然科学基金项目优秀成果汇编报道15

——皮层光合—木质部水力学功能的“安全卫士”
皮层光合—木质部水力学功能的“安全卫士”
Corticular photosynthesis confers safety guard to xylem hydraulic function
木本植物枝条皮层组织薄壁细胞叶绿体能将线粒体呼吸释放和木质部蒸腾流扩散的二氧化碳回收固定，进而增加植株碳收益，改善枝条内酸化、缺氧的理化环境。栓塞严重破坏了木质部导水连续性，栓塞的修复对于水力学功能的维持至关重要。
中国林科院林业所刘俊祥助理研究员在国家自然基金（批准号：31600489）的资助下，对旱柳枝条栓塞的产生、扩散和修复动态进行了跟踪，明确了皮层光合对树皮吸水修复栓塞的推动作用，并从导管汁液溶质组成、木质部薄壁细胞非结构性碳水化合物分配和渗透调节相关基因表达等方面，阐明了皮层光合修复栓塞的水势特异性机制：当木质部水势(负值)>P50，皮层光合驱动木质部薄壁细胞产生组织压将水压入栓塞管腔溶解气泡；当木质部水势(负值)≤P50，皮层光合通过增加栓塞导管和环管薄壁细胞间的渗透势梯度促进了栓塞导管的重新充注。
这是皮层光合修复木质部栓塞的首次报道，证明了皮层光合对抵抗树木水力传导失败发挥着极为重要的作用。相关研究结果发表在Plant Cell & Environment、Biologia Plantarum、Forests、《林业科学》等学术期刊上，并引起了国内外树木生理学家的广泛关注。
中国林科院科技处 2021-02-18

关键词 自然科学基金  科技成果  科技创新  植物生理  光合作用  调控机制  二氧化碳  图片