Decoupled drought responses of fine-root versus leaf acquisitive traits among six Prunus hybrids

摘要

要预测干旱对森林和果树种植的影响,就需要更好地了解干旱胁迫对叶片和细根的资源获取性状(比叶面积SLA、比根面积SRA以及比根长SRL)的影响.本研究试图验证以下科学假设:在重度干旱胁迫下,叶片与细根的资源获取性状具有协同效应,使得植物能够采取整合的资源节约策略.我们收集了不同干旱敏感性的六种李属砧木的幼树,通过在温室中对它们进行干旱试验来验证我们的科学假设.这些幼树被分为两组进行水分处理试验,即对照处理组(浇水量为100％田间持水量)与重度干旱处理组(每种砧木的浇水量为该砧木对照组植物每日蒸散量的33％).在处理开始后的第30天和第60天,分别对两组处理下的六种砧木的植物叶片与细根进行取样.结果 表明,在重度干旱胁迫下,没有任何一种植物同时显著降低了SLA和SRA(或SRL).六种李属(Prunus)砧木植物的细根性状表现出两种主要的干旱响应组合:(1)根组织密度(RTD)增大,同时平均根径减小,而SRL没有显著变化;(2) RTD增大,同时SRL减小,而平均根径没有显著变化.六种砧木植物性状的干旱响应展现出两个相互垂直的变化梯度,这两个梯度均以从对照处理组到干旱处理组植物的资源节约性变化为特征,其中一个梯度展现了叶片气体交换,SRA,SRL以及RTD的干旱响应之间的密切相关关系,而另一个梯度以SLA的降低为特征.这些发现突出了(1)根系性状干旱响应的多维性;(2)重度干旱胁迫下,叶片经济性状与叶片水力性状之间的解耦联关系;(3)重度干旱胁迫下,叶片水力性状与根系水力性状之间的协同变化关系.这项研究有助于在种内尺度上确认根系干旱响应多维性的起源,并重点突出了不同植物如何通过不同的叶片与细根性状的干旱响应组合而得以在重度干旱胁迫下存活.