根据多年生草本根部导管解剖结构特征,分析了黄土高原两个气候区草本物种导水结构特征及导水策略对干旱气候条件的适应性特征.结果表明,黄土高原半干旱区(年降雨量小于400mm)草本物种平均年龄较大(7年),理论导管直径(33 μm)、导管面积(680 μm2)和导水效率(1.56 kg m-1 MPa-1 s-1)数值较高,而导管数量(65个)和导管分量(6.2％)数值较低;黄土高原半湿润区(年降雨量大于400 mm)草本物种平均年龄较小(5年),理论导管直径(27 μm)、导管面积(550μm2)和导水效率(1.12 kg m-1 MPa-1 s-1)数值较低,而导管数量(85个)和导管分量(7.5％)数值较高.黄土高原半干旱区草本物种的导管直径较大、单位面积内的导管数量较少,因而导水效率较高,在干旱胁迫条件下趋向于采取效率优先的导水策略;黄土高原半湿润区草本物种的导管直径较小、单位面积内的导管数量较多,因而导水效率较低,在干旱胁迫条件下趋向于采取安全优先的导水策略.

植物茎干导水系统起着植株水分长距离输导功能,深入了解植物导水解剖结构和功能对于认识植物水分、养分输导和分配策略具有重要意义,然而相关研究还是主要集中在木本乔、灌木物种上,而对于多年生草本物种的相关研究还未引起人们的重视.以黄土高原多年生草本物种为研究对象,在黄土高原沿降雨梯度(250-530 mm)布设12个采样点,采集了30种多年生草本物种的主根解剖材料,并分析了该地区草本物种根部导管解剖结构及空间分异特征.研究结果表明1)多年生草本物种根部导管特征参量具有较大的变异性,在固定测量范围内导管数量、导管直径、导管分数、总水分传导效率的变化范围分别为25-295个、24.46-54.58 μm、2.42％-33.16％、0.034-25.357 kg m-1 MPa-1 s-1.2)多年生草本根部导管直径、导管分数和导水效率均沿降雨量的增加呈不断下降趋势,其中以导水效率下降趋势最为明显(R=-0.3--0.362,P＜0.05),这表明水分条件是限制黄土高原草本物种根部导水特征空间变异的主要因素.3)多年生草本根部导管直径和导水效率以半荒漠分布为主的蒺藜科草本物种中数值最高,其次是人工种植为主的豆科草本物种,而以自然分布为主的菊科草本物种的导管参量数值最低,这表明黄土高原不同类群草本物种的导水特征和输水策略存在较大差异性.

为探讨早薹对栽培白花前胡品质的影响,采用石蜡切片法对比分析早薹植株(公前胡)与未早薹植株(母前胡)根部解剖结构差异,并用HPLC测定公前胡和母前胡不同组织结构白花前胡甲素、白花前胡乙素、白花前胡素E、佛手柑内酯含量并进行对比分析,分析两者差异间相互关系.结果 表明,早薹对白花前胡根部解剖结构及香豆素类成分含量影响较大;①母前胡组织结构中中柱鞘薄壁组织、韧皮部横切面积较大,香豆素类成分含量最高;②公前胡次生木质部横切面积较大,存在大量木纤维和导管,香豆素类成分总量最低;③母前胡和公前胡主根部分(MR)、维管形成层以外部分(PP)、维管形成层以内部分(PX)、叶(LF)间香豆素类成分含量对比均达到显著性差异(P＜0.05),两者香豆素类成分含量总量从高到低均为:PP＞MR＞LF＞PX.可见,白花前胡早薹发生后,植物根部解剖结构、活性成分含量也随之发生变化,对药材品质具有重要影响.

干旱半干旱区植物的木质部输水系统对维持植物生长发育有重要作用.以中国干旱半干旱区的草本植物为研究对象,旨在探究草本物种根系导管解剖结构与植物生长之间的关系.用石蜡切片法,将在锡林浩特草原采集的草本物种的主根样品制作成切片,得到固定面积内导管解剖结构参量(导管数量、导管分数、平均导管面积、平均水力传导率和水力直径),然后用逐步回归法和Pearson相关分析各导管解剖性状与植物生长特征(年龄、生长速率和平均高度)之间的关系.结果发现(1)生长速率与导管数量(R=-0.494,P＜0.01)和导管分数(R=-0.255,P＜0.05)显著负相关,与平均导管面积(R=0.274,P＜0.05)、平均水力传导率(R=0.263,P＜0.05)和水力直径(R=0.245,P＜0.05)显著正相关,表明生长快的草本具有大而少的导管,需要较高的水分传输能力,而生长慢的草本具有小而多的导管,水力安全性较高;(2)植株的高度与导管数量(R=-0.354,P＜0.01)显著负相关,与平均导管面积(R=0.293,P＜0.05)、平均水力传导率(R=0.289,P＜0.05)和水力直径(R=0.278,P＜0.05)显著正相关,表明高大的植株以较少的导管补偿较大的导管以维持一定的机械强度,而矮小植株的水力安全性较高.