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Frontiers in plant science20220101Vol.13issue()

油圧の制約は、植物の垂直高さに沿ったヘテロモルフィック葉の分布を決定します

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

いくつかの干ばつ耐性種の興味深く重要な特徴として、異形の葉は植物の垂直の高さに沿って差別的に分布しています。ただし、異形葉の形成の基盤メカニズムは不明のままです。ヘテロモルフィックの葉は、水輸送能力に応じて機能的な特性の変化の補償または効果のない水損失の減少に起因する可能性があるため、油圧の制約によって引き起こされると仮定します。この研究では、ポピュラス・ユーフラティカ・オリブの3つの典型的な異種葉(すなわち、披針形、卵形、卵巣)の3つの典型的なタイプの葉(すなわち、形態学的特性、解剖学的構造、および細胞水関係の違い)の違い。(中央および西アジアの砂漠の河岸林の支配的な種)とその関係を分析して、異形の葉の形成メカニズムを探求しました。結果は、披針形、卵形、および広葉樹の葉がそれぞれ地面からそれぞれ下部、中間、より高い位置で成長していることを示しました。形態学的特性、解剖学的構造、細胞水関係、および水輸送能力は、3種類の異種葉の間で大幅に変化しました(P <0.01)。卵形の葉の干ばつストレスは、卵形および披針形の葉の干ばつストレスよりも有意に高かった(P <0.01)。水輸送能力は、形態学的特性、解剖学的構造、および細胞水関係と有意な相関があります(R2≥0.30; P <0.01)。私たちの結果は、異形の葉が垂直高さに沿った油圧制約の増加を軽減するためのP. euphraticaの重要な適応戦略として使用されたことを示しています。

いくつかの干ばつ耐性種の興味深く重要な特徴として、異形の葉は植物の垂直の高さに沿って差別的に分布しています。ただし、異形葉の形成の基盤メカニズムは不明のままです。ヘテロモルフィックの葉は、水輸送能力に応じて機能的な特性の変化の補償または効果のない水損失の減少に起因する可能性があるため、油圧の制約によって引き起こされると仮定します。この研究では、ポピュラス・ユーフラティカ・オリブの3つの典型的な異種葉(すなわち、披針形、卵形、卵巣)の3つの典型的なタイプの葉(すなわち、形態学的特性、解剖学的構造、および細胞水関係の違い)の違い。(中央および西アジアの砂漠の河岸林の支配的な種)とその関係を分析して、異形の葉の形成メカニズムを探求しました。結果は、披針形、卵形、および広葉樹の葉がそれぞれ地面からそれぞれ下部、中間、より高い位置で成長していることを示しました。形態学的特性、解剖学的構造、細胞水関係、および水輸送能力は、3種類の異種葉の間で大幅に変化しました(P <0.01)。卵形の葉の干ばつストレスは、卵形および披針形の葉の干ばつストレスよりも有意に高かった(P <0.01)。水輸送能力は、形態学的特性、解剖学的構造、および細胞水関係と有意な相関があります(R2≥0.30; P <0.01)。私たちの結果は、異形の葉が垂直高さに沿った油圧制約の増加を軽減するためのP. euphraticaの重要な適応戦略として使用されたことを示しています。

As an interesting and important trait of some drought-tolerant species, heteromorphic leaves are distributed differentially along plant vertical heights. However, the underpinning mechanism for the formation of heteromorphic leaves remains unclear. We hypothesize that heteromorphic leaves are caused by the hydraulic constraints possibly due to the compensation of the changes in functional traits in response to water transport capacity or the reduction of ineffective water loss. In this study, differences in water transport capacity, morphological traits, anatomical structures, and cellular water relations among three typical types of heteromorphic leaves (i.e., lanceolate, ovate, and broad-ovate) of Populus euphratica Oliv. (a dominant species of desert riparian forest in Central and West Asia) and their relationships were analyzed in order to explore the forming mechanism of heteromorphic leaves. The results showed that the lanceolate, ovate, and broad-ovate leaves were growing in the lower, intermediate, and higher positions from the ground, respectively. Morphological traits, anatomical structures, cellular water relations, and water transport capacity significantly varied among the three types of heteromorphic leaves (P< 0.01). Drought stress in broad-ovate leaves was significantly higher than that in ovate and lanceolate leaves (P< 0.01). Water transport capacity has significant correlations with morphological traits, anatomical structures, and cellular water relations (R 2 ≥ 0.30; P< 0.01). Our results indicated that heteromorphic leaves were used as an important adaptive strategy for P. euphratica to alleviate the increase of hydraulic constraints along vertical heights.

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