雌雄異株占被子植物6%左右,由于長期進化的結果,雌雄植株在生長、存活、空間分布與資源配置等方面存在明顯的差異。中國科學院成都山地災害與環境研究所植物生理生態研究團隊在形態、生理與分子水平上開展了環境脅迫下楊樹性別間差異響應的一系列實驗,有關雌雄異株植物的研究已積累了很好的基礎,近期關于雌雄青楊在鉛(Pb)脅迫和性別競爭條件下的生理生態響應和植物修復潛力方面取得新進展。
土壤鉛污染嚴重威脅著農林業的生產和安全,植物修復是可持續地治理土壤污染的有效方式。但現有植物對重金屬的響應與修復的研究較少考慮鄰體效應,尤其是雌雄異株植物間性別競爭的調控效應更少有涉及。研究認為,在Pb脅迫下,雌雄青楊在生物量分配、光合作用、碳水化合物含量、氮磷利用效率、超微結構和植物修復等方面存在明顯的性別特異性競爭效應。在同一性別競爭中,雌性植株對Pb脅迫更敏感,而雄性植株則擁有較高的Pb含量,且具有較高的富集系數和耐受指數。在性別間的競爭中,雄性通過更高的Pb吸收來緩解相鄰雌株的鉛脅迫,并且表現出光合速率、養分利用效率和生物量積累的降低。此外,競爭指數分析顯示,Pb脅迫影響了雌雄性別間的競爭強度。因此,性別競爭調節了雌雄異株植物對重金屬的生理生態響應和修復能力。在利用雌雄異株植物進行重金屬污染修復治理中應該考慮到雌雄性別間的競爭效應。
以上研究成果近期發表在國際學術期刊Plant and Soil上,為雌雄異株植物的種群保護和在修復污染土壤中的應用提供參考價值。
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