Как цветы поддерживают водный баланс у разных ветвей покрытосеменных
Цветы играют важную роль в поддержании генетической стабильности вида. Понимание того, как цветы регулируют стратегии использования воды для адаптации к окружающей среде, имеет решающее значение для изучения эволюции цветов и взаимодействий растение-опылитель-среда. Однако механизмы поддержания водного баланса цветков у разных ветвей покрытосеменных изучены слабо.
В исследовании, опубликованном в Plant Biology, ученые из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук изучили различия в стратегиях использования воды цветками между базальными покрытосеменными и производными группами (однодольными и двудольными).
Они измерили 29 признаков цветков, связанных с транспортом, хранением и потерей воды, у 24 видов из базальной группы ANA [Amborellales (A), Nymphaeales (N), Austrobaileyales (A)], магнолиид, однодольных и эвдикот.
Основные выводы:
- Между гидравлической структурой и функцией цветка существует тесная связь, но эта связь различается у базальных покрытосеменных и однодольных/эвдикот.
- Базальные покрытосеменные демонстрировали признаки, связанные с более высокими затратами воды и углерода: более высокая плотность устьиц на лепестках, индекс площади устьичных пор, гидравлический диаметр цветоножки, максимальный диаметр сосудов и теоретическая гидравлическая проводимость.
- Однодольные и эвдикоты имели более высокие значения признаков, связанных с более низкими углеродными затратами: больший размер клеток эпидермиса лепестка, толщина верхнего эпидермиса лепестка и усиление стенок сосудов цветоножки.
- Наблюдались значительные различия в координации и компромиссах между признаками цветков у трех групп. Корреляция между теоретической гидравлической проводимостью цветоножки и плотностью сосудов была отрицательной только у базальных покрытосеменных. Корреляция между проводимостью и усилением стенок сосудов была отрицательной только у однодольных и эвдикот.
- Обнаружены сильные корреляции между репродуктивными и гидравлическими признаками, что указывает на значительное влияние доступности водных ресурсов на размножение растений.
Исследователи пришли к выводу, что базальные покрытосеменные поддерживают водный баланс при высокой доступности воды, а однодольные и эвдикоты — более консервативный водный баланс.
«Наши результаты систематически раскрывают вариацию экономических и гидравлических признаков цветков у разных ветвей покрытосеменных, углубляя понимание стратегий использования воды цветками среди этих таксонов растений», — отметил Чжан Цзяолинь (Zhang Jiaolin) из XTBG.