云杉针叶形态、针叶解剖、气体交换参数与生长的内在联系取得新进展

云杉属在北半球分布广泛，具有重要经济价值和生态价值。云杉属树种生长性状、气体交换参数和针叶形态解剖性状差异很大，但是它们之间的内在联系未见报道。通过对种植在甘肃省天水市小陇山林科所17种云杉的系统研究，结果表明生长性状、气体交换参数、针叶形态及解剖性状在种间差异显著（P<0.01），绝大部分性状受遗传因素控制。引进的4种云杉（欧洲云杉（Picea abies）、蓝云杉（P. pungens）、白云杉（P. glauca）和黑云杉（P. mariana））在试验点生长表现优良。生长性状和分枝性状显著正相关，分枝数与光能的捕获有关，进而影响树干的生长；生长性状还与光合速率及水分利用效率显著正相关，具有较好生长的云杉有较高的光合速率。光合速率与针叶长度、宽度、针叶截面积、叶肉面积、中柱面积极显著正相关。因此种间生长性状的差异可能与光合作用的强度、分枝特性以及原生地与栽培地气候因素的相似性有关。针叶性状影响光吸收、碳固定、水分利用等功能，针叶性状在种间的差异暗示物种间功能的差异。叶肉及中柱面积与光合速率的正相关关系说明其与光合作用的强弱及光合同化物的运输有关。针叶性状之间是相互相关的，表明针叶不同结构之间是发展相关的。叶肉面积和中柱面积随针叶长度增加而增加表明针叶解剖性状可能受针叶大小的影响，是出于支撑的需要。基于针叶形态、针叶解剖、气体交换参数和生长性状的聚类分析和主成分分析部分反映了17种云杉的系统进化关系。
迄今为止，本研究是对云杉属物种间生长、光合及针叶形态与解剖性状变异及这些性状间内在联系较为全面的一项研究。本研究在线发表在New forests（https://doi.org/10.1007/s11056-020-09808-z）。论文第一作者王俊臣硕士，通讯作者欧阳芳群博士和王军辉研究员。研究得到国家重点研发计划子课题“云杉优良品系选育与大径材定向培育技术研究与示范”的资助。（王俊臣/林业所）
王俊臣 中国林科院林业所 2020-09-27

关键词 针叶形态  针叶解剖  气体交换参数  植物生长  图片