热带巨型叶片中结构和功能异质性:水力结构和热耗散对叶片面积的限制

摘要

叶片面积是决定叶片能量摄取和碳固定的重要因子。然而对于植物叶片的生理功能限制叶片的生长却很少被人了解，本研究主要是通过对具有巨型叶片的热带植物如海芋的叶片解剖结构和功能的异质性的研究来评估水力结构和热耗散对叶片大小的作用。叶片边缘部分的叶片厚度、比叶重、叶绿素含量、保卫细胞长度以及导管直径都较叶片内部的小，而气孔密度的变化趋势则与保卫细胞长度的变化趋势相反，但是叶脉密度在叶片的不同部位变化不大。相似的，叶片正午水势在叶片的不同部位变化也不是很大，维持在一定水平。叶片边缘的正午蒸腾量和气孔导度以及光系统Ⅱ的有效量子效率都较叶片内部低的多。导管直径的减小和水分运输路径的增加将不可避免的限制了叶片边缘部分水分的运输，进而导致叶片边缘蒸腾量的下降，由于叶片边缘部分的蒸腾受到限制，所以叶片边缘的温度会比叶片内部的温度高10度以上，叶片边缘温度的升高会造成光抑制，而叶片边缘气孔导度和蒸腾的下降也会导致光合量的下降，这种叶片边缘的光合作用受到限制将不可避免的降低叶片边缘部分的碳同化量，所以我们认为，由于叶片边缘解剖结构的变化导致叶片边缘的水分供应受到限制，进而限制了一部分的生理功能，会限制叶片面积的进一步的扩大。这种边缘部位的水分亏欠去导致更为严重的后果，即叶片边缘会出现“枯死”现象，这种现象在海芋叶片中较为常见，这种现象的出现更加说明了叶片边缘水分状态的不佳。本研究将会对探讨叶片生理功能对叶片生长的限制作用提供思考和思路。

目录

声明

摘要

缩写 Abbreviations

第一章 绪论

1．1 引言

1．1．1 水力结构的理论基础

1．1．2 叶片水力结构

1．1．3 叶片水力结构和光合作用

1．1．4 叶片大小、形状和温度

1．1．5 叶片的异质性

1．2 研究意义

第二章，研究地点、材料、方法

2．1 研究地点

2．2 研究材料

2．3 研究方法

2．3．1 叶片厚度、栅栏组织和海绵组织的比例、比叶重、叶绿素含量

2．3．2 保卫细胞长度、气孔密度、导管直径、叶脉密度

2．3．3 海芋导管显微结构的测定

2．3．4 气体交换能力和叶片蒸腾能力及光合日变化的测定

2．3．5 叶片水势

2．3．6 叶片温度

2．3．7 叶绿素荧光

第三章 研究结果

3．1 海芋叶片不同部位解剖结构的异质性

3．2 海芋导管的电子显微结构

3．3 海芋叶片不同部位生理特性的异质性

第四章 讨论

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果