福建师范大学程栋梁研究组阐明蕨类植物经济谱不受环境的影响

本文来源：植物与环境PCE

植物功能性状是指对植物体定植、存活、生长和繁殖等具有影响的一系列植物属性, 反映植物在长期进化过程中对环境的适应。植物经济谱通过量化和定义形态、化学和生理相关的功能性状，反映植物资源投资与收益间的权衡关系。然而，用于构建植物经济谱的性状数据主要来自种子植物，对如蕨类植物等维管非种子植物的研究较为欠缺。蕨类植物有10000多个物种广泛分布于全球，相对大多数种子植物，其具有较低的光合能力、养分和水分利用效率，产生相对简单的水平分支系统，根茎上有大量的不定根。基于蕨类植物特殊的生理适应特征，对其植物经济谱的研究具有重要的生态意义。

近日，福建师范大学地理科学学院程栋梁研究组联合美国康奈尔大学的Karl J. Niklas教授在Plant, Cell & Environment上发表了题为 “The fern economics spectrum is unaffected by the environment” 的研究论文，详细阐述了蕨类植物经济谱的变化特征以及环境变化（光照和养分梯度）对蕨类植物经济谱的影响。

以亚热带森林条件下生存的23种蕨类植物为研究对象，对叶片和细根性状进行采集，评估了是否存在蕨类植物经济谱。研究表明蕨类植物存在叶（LES）和根（RES）经济谱，且叶片和细根性状高度相关，进一步构建了一个蕨类植物经济谱（PES）。其中比叶重（LMA）、叶片碳含量（LCC）、根组织密度（RTD）和根直径（RD）在经济谱的一侧（代表保守策略），而光合速率（Amass）、叶片氮含量（LNC）、比根面积（SRA）和比根长（SRL）在经济谱的另一侧（代表获取策略）。此外，环境（光照和养分）变化对蕨类植物资源权衡策略没有显著影响，但蕨类植物在高光照条件下具有较高的Amass和光合氮利用效率（PNUE），在高养分环境下具有较高的SRA和较低的RTD。

该研究揭示了蕨类植物的叶和根性状之间的联系，表明在种子植物中发现的叶片、根和植物经济谱可以扩展到蕨类植物。与此同时，光照和养分变化对蕨类植物的经济谱没有显著影响，但会通过性状的改变对其做出适应。该研究为评估蕨类植物功能性状如何适应光照和养分变化提供了重要的理论依据。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pce.14428

转自：“植物科学最前沿”微信公众号

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