华南植物园对水分和非结构碳调节树木木质部形成机制研究取得重要进展

近年来许多研究发现全球气候变暖所诱导的干旱是抑制树木生长及导致死亡率增加的主要因素，然而水分与非结构碳在调节树干形成层细胞分裂及木质部形成过程中的作用及机制至今仍不清楚。

中科院华南植物园森林生态与模拟研究组黄建国研究员及其合作者通过研究在不同温度和水分处理下黑云杉幼苗树干形成层每周细胞分裂和木质部形成以及测量形成层和木质部中的非结构碳组分（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结构碳，水分和温度与形成层和木质部细胞数量的关系，发现表征分生组织活动的木质部细胞总数（木质部增大期细胞、细胞壁增厚期细胞、成熟细胞）是水分，蔗糖，和D-松醇的函数（conditional r2 =0.79），其中水分为主要限制因子（贡献率73%），碳次之（贡献率18%）；发现形成层在干旱状态下会停止细胞分裂。而碳（其中23%的碳来自附近的形成层）则是活细胞总数（形成层细胞、增大期细胞、细胞壁加厚期细胞）的最大解释因子（conditional r2 =0.49；贡献率59%），水则次之（贡献率15%），表明木质部发育过程中对能量的功能性需求。该研究首次精细区分了碳和水在木质部形成（包括分生组织活动和细胞分裂）中的交互作用及阐明了干旱抑制树木生长及死亡的生理机制。

相关研究成果已发表在植物学著名期刊Plant Physiology （2015IF=6.28）上。该研究得到中国科学院百人计划项目和国家自然科学基金面上项目等资助。文献链接：http://www.plantphysiol.org/content/170/4/2072.short?rss=1

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