沙蓬特异叶片结构与表皮毛水分调控作用研究获进展

近日，中国科学院西北生态环境资源研究院赵鹏善研究小组在研究沙蓬适应沙漠环境的机制方面取得了重要进展。通过细胞生物学和生理生物学方法，研究小组揭示了沙蓬叶独特的结构类型及其皮毛在水分调节中的关键作用，为干旱地区作物的驯化繁殖提供了新的遗传资源和理论依据。植物科学发表了相关研究成果。

沙蓬是一种生长在流动沙丘上的双子叶植物。它已经演变成一种特殊的形状结构，以适应恶劣的环境很长一段时间。研究表明，沙蓬叶片呈现出类似单叶植物的“两面孔隙等叶片结构”，即叶片的近轴表面和远轴表面分布有孔隙器、围栏组织和平行叶柄。

这种结构不仅显著提高了光合效率，而且提高了沙蓬对沙漠环境的适应性。碳同位素分析(δ13C值为-28.57‰)，研究确定沙蓬为C?植物，解决了长期以来关于其光合作用的争议。

同时，研究小组利用扫描电子显微镜技术将沙蓬的皮毛形状定义为“树突状”，并通过组织切片确认为多细胞非腺管型。与野生沙蓬(沙坡头基因型)相比，SPT)和皮毛减少突变体，发现野生沙蓬离体叶片的水分流失和叶绿素沉淀速度较快，而突变体叶片缺水速度较慢，角质层明显变厚。

甲苯胺蓝染色数据显示，皮毛的着色水平远高于叶片铺板细胞。这些数据表明，皮毛是沙蓬叶片非毛孔水分运输的主要方式。通过调整干旱环境中的水分吸收和流失，植物可以适应沙漠环境。

沙蓬的皮毛和叶子结构特征为其在极端环境中的生存提供了重要保证。研究小组计划进一步进行田间试验，以验证皮毛缺失突变体是否适合大规模种植，以改善单一驯化特性的新品种。这一发现不仅提高了对沙蓬适应性特征的理解，而且为培育适合干旱地区种植的作物提供了理论依据。(来源：《中国科学报》叶满山)