四川省不同天然種群珙桐葉片解剖結構與其耐熱性的關系

張騰駒 陳小紅 劉 靜 康喜坤

(四川農業(yè)大學林學院，溫江 611130)

珙桐(Davidiainvolucrata)，又名水梨子、鴿子樹，隸屬珙桐科(Nyssaceae)珙桐屬(Davidia)，多年生落葉喬木，為第三紀古熱帶植物區(qū)系孑遺物種[1]。主要分布于四川、湖北、湖南、甘肅、云南、貴州等省，其中四川為其最主要分布地，僅雅安市滎經(jīng)縣內就分布有近10萬畝珙桐林[2]。珙桐樹形優(yōu)美，花型如白鴿，極具觀賞價值，材質堅硬，是珍貴的用材樹種資源[3]。珙桐大多生長于海拔較高的峽谷中，對環(huán)境要求較高，其對高溫脅迫極為敏感，在39℃脅迫中超過4 h時，珙桐幼苗植株葉片即出現(xiàn)褐色壞死斑點和不可逆轉萎蔫現(xiàn)象[4]。有研究表明[5]，隨著近年全球氣候變化的加劇，預計在2070年，野生珙桐的分布范圍將縮減為當前的30%，而且分布范圍破碎化將更加嚴重，這對珙桐資源的保護是極為不利的。因此，加強對珙桐耐熱機理的研究，了解其對高溫脅迫的應對機制，對野生珙桐資源的保護、引種栽培和耐熱優(yōu)良種的選育是極為重要的。

耐熱性是植物對自然界高溫適應的一種遺傳特性，由多基因控制[6]。全球變暖日益加劇的背景下，熱脅迫成為影響植物正常生長發(fā)育的最普遍非生物逆境之一。植物對熱脅迫的響應和適應機制也一直是植物生理生態(tài)學研究的重點[7]。植物生理生化指標易受局部小環(huán)境變化而產(chǎn)生不同變化[8]，而形態(tài)與組織解剖結構是植物與環(huán)境長期互作的結果，受環(huán)境變化影響較小，具有較高的穩(wěn)定性，能夠較為直觀地反映植物對環(huán)境適應能力的強弱[9]。葉片是植物進行光合作用、呼吸作用和水分交換最主要的器官，對溫度、水分、光照等環(huán)境因子的反應較為明顯。從某種程度上說，葉片是植物與環(huán)境進行交流的重要媒介，是其長期適應環(huán)境過程中可塑性最大的器官，并在不同環(huán)境選擇壓下形成不同的適應型[10～11]。一般認為，耐熱性較強的植物種具有較大的葉片厚度、柵欄組織厚度、柵海比以及較大的氣孔密度[12]，并且關于植物葉解剖結構與高溫脅迫的研究已在杜鵑[13]、梭梭[14]、報春[15]等植物中有所報道，但是關于珙桐葉解剖結構與耐熱性的研究卻較少。本試驗通過對四川省不同種群珙桐葉解剖結構進行觀察比較，綜合評價不同珙桐種群的耐熱性，以期探明珙桐耐熱性的結構機理，為野生珙桐資源的保護、引種馴化以及園林品種選育提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料采集

在四川省珙桐資源全面調查的基礎上，選擇分布區(qū)內15個天然種群為對象，各種群地理位置見表1。在保證所選取植株具有代表性的基礎上，每一種群內選取6株生長健康，無明顯病蟲害的珙桐植株，并且植株間距不小于20 m，每一植株選取10片(東、西、南、北、中每一方位各兩片)生長于植株樹冠外圍的當年生枝由下至枝頂上第4、5片完全伸展且無病蟲害的成熟葉片于保鮮箱內帶回實驗室。

將采集的葉片沿主脈長度1/2處切成2個長10 mm，寬5 mm的小塊，經(jīng)FAA固定液固定后，分別用于組織結構和氣孔特征觀察。

1.2 葉片組織結構觀察

采用常規(guī)石蠟切片法[16]。經(jīng)FAA固定液固定后，用常規(guī)石蠟切片法制片，切片厚度為10～15 μm，用番紅—固綠雙重染色，中性樹膠封片。將永久切片放在Olympus-BX51光學顯微鏡下觀察，經(jīng)DP20成像系統(tǒng)成像后，采用Image-Pro-plus軟件測量其總厚度、上下表皮角質層厚度、上下表皮細胞厚度、柵欄組織與海綿組織厚度。每一植株觀察10張切片，每個制片選10個視野進行測量，每項指標設置10個重復，記錄觀測值，并計算測量結果的算術平均值。

1.3 葉表面特征觀察

采用NaClO法[17]。另一部分固定保存的組織塊放入20% NaClO浸泡至完全發(fā)白，可適當加溫或提高濃度加快漂白進度。將葉片放置在潔凈載玻片上，用解剖針進行上下表皮剝離。將剝離好的表皮進行染色制片，用1%番紅染色制片，于Olympus Olympus-BX51光學顯微鏡下觀察，經(jīng)DP20成像系統(tǒng)成像后，并采用Image-Pro-plus軟件測量其氣孔長度、氣孔寬度等指標。每個材料觀測5張重復切片的5個典型視野中氣孔，并求其平均值。

注：各種群氣候信息來源于當?shù)貧庀笳尽?/p>

Note:The meteorological data of this experiment were comes from local meteorologic office.

1.4 數(shù)據(jù)分析

運用Microsoft Excel 2007、及SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進行方差分析、相關性分析、聚類分析，計算相關指數(shù)，篩選與耐熱性相關的典型指標，利用模糊隸屬函數(shù)值法對15個種群的耐熱性強弱進行評價。

相關指數(shù)公式為：

(1)

隸屬函數(shù)公式為：

(2)

(3)

式中：U(Xi)為某一種群某一項耐熱指標的隸屬函數(shù)值；Xi為該項耐熱指標觀測值；Xmax和Xmin分別為15個種群內該項耐熱指標的最大值和最小值。

2 結果與分析

2.1 葉片結構特征

2.1.1 葉表皮特征

由圖1可知，珙桐葉片解剖結構由表皮、柵欄組織、海綿組織及葉脈組成。葉表皮包括上表皮和下表皮，上下表皮均由單層細胞組成，上表皮細胞平排列較為整齊，下表皮細胞形狀不規(guī)則，排列較為松散。

葉厚度常作為評價植物耐熱性的重要指標之一，葉厚度越大，水分散失越慢，在炎熱環(huán)境下可以降低蒸騰速率。由表1可知，珙桐葉厚度在不同種群間存在極顯著差異。其中，HY種群葉片最厚，均值為195.99 μm，BC種群最小，均值為151.03 μm。

通過對不同種群珙桐葉片上下表皮細胞厚度進行比較發(fā)現(xiàn)(表2)，LB種群上表皮細胞厚度最大(24.40 μm)，DY種群最小(16.92 μm)，HY種群下表皮細胞厚度最大(14.14 μm)，YJ種群最小(11.12 μm)。

圖1 不同珙桐種群葉片橫切(示角質層、表皮細胞、柵欄組織、海綿組織) 1.筠連；2.屏山；3.碧峰峽；4.滎經(jīng)；5.寶興；6.漢源；7.天全；8.洪雅；9.邛崍；10.大邑；11.沐川；12.平武；13.北川；14.雷波；15.美姑Fig.1 The leaf transverse view among D.involucrata populations(showing cuticle,epidermis,cell,palisade tissue,sponge tissue) 1.Junlian; 2.Pingshan; 3.Bifengxia; 4.Yingjing; 5.Baoxing; 6.Hanyuan; 7.Tianquan; 8.Hongya; 9.Qionglai; 10.Dayi; 11.Muchuan; 12.Pingwu; 13.Beichuan; 14.Leibo; 15.Meigu

種群Populations葉厚度Leaf thickness(μm)上表皮細胞厚度Thickness of upper epidermis(μm)下表皮細胞厚度Thickness of lower epidermis(μm)上表皮角質層厚度Cuticle thickness of upper epidermis(μm)下表皮角質層厚度Cuticle thickness of lower epidermis(μm)JL181.41±17.0322.17±5.0311.47±1.901.73±0.151.10±0.31PS177.07±22.0419.50±2.2312.69±1.262.01±0.171.21±0.28BFX167.63±26.2118.51±1.7512.36±1.941.83±0.341.30±0.26YJ155.75±6.6718.04±2.0111.12±1.701.54±0.150.97±0.09BX161.58±16.0918.00±3.0811.32±2.311.71±0.161.01±0.14HY195.99±20.0424.12±3.7714.33±2.001.95±0.301.31±0.39TQ175.73±22.6920.87±4.1013.65±1.591.85±0.410.99±0.14HYa175.44±14.4918.82±2.4312.03±1.571.69±0.211.11±0.18QL160.75±12.6718.05±2.9313.17±2.601.73±0.331.10±0.35DY177.32±23.2616.92±2.3012.86±2.081.76±0.321.09±0.15MC169.07±15.3221.57±4.1211.80±1.681.91±0.171.20±0.30PW155.55±15.6918.03±5.4012.42±1.771.96±0.311.19±0.29BC151.03±19.3623.43±4.4414.14±1.921.84±0.281.11±0.23LB173.14±19.5624.40±4.3412.51±1.961.84±0.191.24±0.14MG157.86±17.0720.86±4.2711.47±1.422.28±0.631.09±0.11F值7.37??5.68??3.67??24.48??3.00??CV mean10.5514.9919.5314.9817.40

注：*表示在0.05水平上差異達到顯著性；**表示在0.01差異達到顯著性 下同。

Note：*mean significant difference at 0.05 level；**mean significant difference at 0.01 level The same as below.

珙桐葉片表皮細胞上下外壁均覆蓋有角質層，是一層防水的脂類物質，起到防止水分散失、調節(jié)強光和熱量傳導的作用。角質層厚度越大，植物的耐熱性越強。由表1可知，MG種群上表皮角質層厚度最大(2.28 μm)，YJ種群最小(1.54 μm)，HY種群下角質層厚度最大(1.31 μm)，YJ種群最小(0.97 μm)。

2.1.2 葉肉解剖結構特征

植物葉片主要通過葉肉組織完成各種生理機能，葉肉組織主要包括柵欄組織與海綿組織，其分化程度可以反映植物對外界環(huán)境適應的強弱。由圖1可知，珙桐葉肉組織中柵欄組織由柱狀細胞緊密排列而成，海綿組織主要由橢球形細胞構成，且排列較為疏松。

通過對15個珙桐種群葉肉組織進行比較分析發(fā)現(xiàn)(表3)，15個珙桐種群葉肉組織解剖結構存在極顯著差異。不同種群間柵欄組織厚度的變化范圍為34.28～49.98 μm，其中HY種群最大(49.98 μm)，YJ種群最小(34.28 μm)。各種群植株葉片海綿組織厚度明顯大于柵欄組織，且排列較為疏松，其中，BFX種群海綿組織厚度最大(106.88 μm)，BC種群最小(77.00 μm)。LB(0.55)、HY(0.54)種群的柵海比較大，DY種群最小(0.40)。各種群間葉肉組織結構緊密度變化范圍為0.22～0.27，LB種群最大(0.27)，BFX種群最小(0.22)，BFX種群組織結構疏松度最大(0.64)，HY種群最小(0.49)。

2.1.3 葉片主脈特征

如圖2所示，珙桐葉片主脈維管束為外韌型維管束。由近軸面到遠軸面依次為表皮細胞、數(shù)層厚角組織、木質部、韌皮部、5～6層薄壁細胞構成的皮層、厚角組織、表皮細胞，表皮細胞外壁覆蓋有較薄的角質層，木質部呈半月形輻射狀排列，位于木質部與韌皮部之間有較薄的形成層，韌皮部外圍有數(shù)層韌皮纖維。通過對15個珙桐種群葉主脈維管束進行比較(表4)發(fā)現(xiàn)，主脈厚度、主脈凸起度、主脈維管束厚度在不同種群間達到極顯著差異水平，主脈厚度在不同種群間變化范圍為969.12～1646.75 μm，HY種群最大(1646.75 μm)，BC最小(969.12 μm)。主脈凸起度的變化范圍為6.52～8.54，MG種群最大(8.54)，BC種群最小(6.52)。維管束厚度變化范圍為216.46～350.57 μm，HY種群最大(350.57 μm)，BC種群最小(216.47 μm)。

2.1.4 葉片氣孔特征

氣孔是葉片與外界環(huán)境進行氣體和水分交換的門戶，其密度和大小通過光合作用和水分代謝影響植物體內溫度。通過對珙桐葉片解剖結構進行觀察發(fā)現(xiàn)(表5)，珙桐葉片為異面葉，氣孔只分布于下表皮，上表皮未見分布(圖3)。氣孔密度、氣孔長度、氣孔寬度在種群間達到極顯著差異，氣孔密度變化范圍為74.46～175.03 個·mm-2，LB種群最大(175.03 個·mm-2)，BC種群最小(74.46 個·mm-2)；氣孔長度在種群間變化范圍為28.55～36.33 μm，BC種群氣孔長度最大(36.33 μm)，HYa種群最小(28.54 μm)。氣孔寬度在種群間變化范圍為22.03～27.93 μm，BFX種群氣孔寬度最大(27.93 μm)，MC種群最小(22.03 μm)。

表3 珙桐種群間葉肉組織特征

表4珙桐種群間主脈特征

Table4MainveincharactersamongD.involucratapopulations

種群Populations主脈厚度Thickness of main vein(μm)主脈凸起度Protuberant degree of main vein主脈維管束厚度Thickness of vascular bundle in main vein(μm)JL1227.94±177.626.91±1.19303.07±13.04PS1162.15±162.196.99±0.91309.26±37.81BFX1118.12±75.736.80±0.99298.08±46.31YJ1214.12±183.327.77±1.21291.82±45.56BX1223.60±286.757.35±1.22284.45±56.85HY1646.75±389.918.29±1.55350.57±39.71TQ1362.85±171.686.57±1.52320.62±39.48HYa1153.13±265.317.80±1.47249.74±61.99QL1055.46±215.616.67±1.43237.58±38.88DY1389.26±167.427.85±0.86299.10±35.94MC1379.34±125.528.08±0.67285.10±34.24PW1210.90±130.047.76±0.80244.95±24.57BC969.12±123.676.52±1.25216.47±34.45LB1184.16±194.217.11±1.25305.04±47.89MG1150.18±217.788.54±0.95280.13±21.85F值8.75??4.61??6.61??CV mean15.5615.7713.73

表5珙桐種群葉片間氣孔特征

Table5StomatalchactertersamongD.involucratapopulations

種群Populations氣孔密度Stoma density(ind.·mm-2)氣孔長度Stoma length(μm)氣孔寬度Stoma width(μm)JL140.65±22.1732.39±2.5822.93±1.13PS147.68±21.2532.53±1.9424.51±1.77BFX152.82±13.0136.19±1.5827.93±1.18YJ122.93±13.4433.91±1.3725.23±1.40BX127.8±15.4332.35±1.2224.74±1.56HY153.64±25.5330.16±1.7623.34±1.20TQ134.86±15.8336.16±2.6925.97±1.86HYa163.57±18.1628.55±2.1022.43±1.30QL109.39±19.7733.57±1.3223.05±1.79DY139.95±31.5233.08±1.9224.25±1.80MC153.67±29.6829.87±2.6622.04±2.48PW143.22±35.0635.63±1.9326.79±1.48BC74.46±10.4836.33±1.9825.75±0.95LB175.03±22.6531.84±1.5525.17±1.34MG161.83±19.3831.66±2.1024.59±1.77F值11.29??10.98??7.41??CV mean14.915.806.28

圖3 不同珙桐種群葉片下表皮(示氣孔) 1.筠連；2.屏山；3.碧峰峽；4.滎經(jīng)；5.寶興；6.漢源；7.天全；8.洪雅；9.邛崍；10.大邑；11.沐川；12.平武；13.北川；14.雷波；15.美姑Fig.3 The leaf lower epidermis view among D.involucrata populations(showing stoma) 1.Junlian; 2.Pingshan; 3.Bifengxia; 4.Yingjing; 5.Baoxing; 6.Hanyuan; 7.Tianquan; 8.Hongya; 9.Qionglai; 10.Dayi; 11.Muchuan; 12.Pingwu; 13.Beichuan; 14.Leibo; 15.Meigu

2.2 不同珙桐種群耐熱性綜合評價

2.2.1 葉片耐熱性解剖結構指標篩選

通過對四川省15個珙桐種群葉解剖結構進行聚類分析發(fā)現(xiàn)(圖4)，16項指標可分為7類：組織緊密度、柵海比、上表皮細胞厚度等3項指標為第一類；葉厚度、柵欄組織厚度、主脈厚度、主脈維管束厚度第二類；海綿組織厚度、組織疏松度、氣孔密度為第三類；下表皮角質層厚度、主脈凸起度、上表皮角質層厚度海綿組織各為一類；氣孔長度、氣孔寬度和下表皮細胞厚度為第七類。

根據(jù)各指標間相關性分析矩陣(表6)與上述聚類分析圖(圖4)，計算每一類各指標的相關指數(shù)，篩選各類中的典型指標，由表7可知，第一類中柵海比的相關指數(shù)(0.650)和變異系數(shù)(15.56%)最大，故柵海比為第一類的典型指標。第二類中葉厚度相關指數(shù)最大(0.597)，但其變異系數(shù)最小(10.55%)，而柵欄組織變異系數(shù)最大(16.39%)，柵欄組織厚度為第二類典型指標。第三類中氣孔密度變異系數(shù)最大(14.91%)，故氣孔密度為第三類典型指標，第四、五、六類中分別只有下表皮角質層、主脈凸起度、上表皮角質層各一項，因此，這三項指標分別為一類的典型指標，第七類中下表皮細胞厚度變異系數(shù)最大(19.53%)，故下表皮細胞厚度為第七類的典型指標。

圖4 珙桐葉片16項指標的變量聚類分析Fig.4 Variable cluster analysis of 16 indexes of D.involucrata

TLCTUBCTLBTUETLETPTTSTTLSLLSP/STMVVPDTBSDSLSWTL1 CTUB-0.3211 CTLB 0.407 0.1141 TUE 0.143 0.1560.049 1TLE-0.023 0.0800.105 0.181 1TPT 0.828??-0.0950.375 0.404-0.072 1TST 0.558?-0.1300.317-0.599?-0.102 0.227 1TLS 0.325 0.0900.168 0.482 0.036 0.747??-0.2051LLS-0.251 0.1010.049-0.855??-0.174-0.470 0.652??-0.549? 1P/S 0.416-0.0100.158 0.767?? 0.075 0.762??-0.408 0.843??-0.864?? 1TMV 0.723??-0.3170.203 0.053-0.181 0.659?? 0.314 0.452-0.269 0.380 1VPD 0.133 0.1160.113-0.054-0.589? 0.135 0.104 0.160 0.044 0.002 0.513 1TB 0.762??-0.1790.241 0.051-0.257 0.730?? 0.476 0.346-0.109 0.365 0.756?? 0.206 1SD 0.378 0.2980.419-0.130-0.457 0.459 0.548? 0.265 0.336 0.020 0.228 0.375 0.447 1SL-0.228-0.0600.022-0.181 0.532?-0.238-0.181-0.176 0.011-0.105-0.077-0.479-0.005-0.467 1SW-0.212 0.0890.219-0.271 0.268-0.103-0.001 0.000 0.230-0.101-0.068-0.230 0.129-0.022 0.820??1

注：TL.葉厚度；CTUB.上表皮角質層厚度；CTLB.下表皮角質層厚度；TUE.上表皮細胞厚度；TLE.下表皮角質層細胞厚度；TPT.柵欄組織厚度；TST.海綿組織厚度；TLS.葉片結構緊密度；LLS.葉片結構疏松度；P/S.柵海比；TMV.主脈厚度；VPD.主脈凸起度；TB.主脈維管束；TB.主脈維管束厚度；SD.氣孔密度；SL.氣孔長度；SW.氣孔寬度 下同。

Note:TL.Leaf thickness; CTUB.Cuticle thickness of upper epidermis; CTLB.Cuticle thickness of lower epidermis; TUE.Thickness of upper epidermis; TLE.Thickness of lower epidermis; TPT.Thickness of palisade tissue; TST.Thickness of Snoopy tissue; TLS.Tightness of leaf structure; LLS.Looseness of leaf structure; P/S.Palisade tissue and sponge tissue ratio; TMV.Thickness of main vein; VPD.Rotuberant degree of main vein; TB.Hickness of vascular bundle in main vein; SD.Stoma density; SL.Stoma length; SW.Stoma width The same as below.

表7各類指標相關指數(shù)及排序

Table7Correlationcoefficientsandorderofparameters

分類Category指標Index相關指數(shù)Correlation coefficient類中排序Order of parameter1P/S0.6501TLS0.4722TUE0.41032TL0.5971TPT0.5512TB0.5623TMV0.50943TST0.3631SD0.2072LLS0.17034CTLE1.00015VPD1.00016CTUE1.00017SL0.4781SW0.3722TLE0.1773

2.2.2 耐熱性綜合評價

根據(jù)所篩選出的7項葉片耐熱性解剖結構指標(柵海比、柵欄組織厚度、氣孔密度、下表皮角質層厚度、主脈凸起度、上表皮角質層厚度、下表皮細胞厚度)，利用隸屬函數(shù)法對四川省15個珙桐種群進行耐熱性評價(表8)，隸屬函數(shù)值越高，則耐熱性越強。15個種群的耐熱性順序有強到弱為HY>JL>LB>>MC>PS>YJ>TQ>MG>PW>BFX>BC>HYa>BX>DY>QL。按照平均隸屬度將15個珙桐種群耐熱性劃分為4類：耐熱型(R，0.550～1.000)，包含HY種群；中度耐熱型(MR，0.500～0.549)，有JL、LB、MC等3個種群；低耐熱型(LR，0.450～0.499)，PS、YJ、TQ、MG、PW、BFX、BC等7個種群屬于這一類型；不耐熱型(S，0.400～0.449)，包含HYa、BX、DY、QL等4個種群。

2.3 葉解剖結構與生態(tài)因子的相關關系

珙桐16項葉解剖結構與各種群地理生態(tài)因子的相關性(表9)發(fā)現(xiàn)，葉厚度與年均溫顯著正相關(P<0.05)，下表皮角質層厚度與年均溫極顯著正相關(P<0.01)，葉片柵欄組織厚度與緯度顯著負相關(P<0.05)，與年均溫顯著正相關(P<0.05)，組織疏松度與年均降水量顯著正相關(P<0.05)，柵海比與海拔顯著正相關(P<0.05)，海綿組織厚度與年均日照時數(shù)顯著負相關(P<0.05)，主脈厚度與年均溫極顯著正相關(P<0.01)，主脈凸起度與緯度顯著負相關(P<0.05)，氣孔密度與緯度顯著負相關(P<0.05)，氣孔長度與緯度顯著正相關(P<0.05)。

表8 珙桐種群間耐熱性綜合評價

表9珙桐葉片結構與地理生態(tài)因子間的相關分析

Table9Analysisofcorrelationbetweenleafstructureparameterstraitsandgeo-ecologicalfactorsinD.involucratapopulations

經(jīng)度Lo緯度La海拔Altitude年均溫Annual mean temperature(℃)年降水量Annual precipitation(mm)年日照時數(shù)Annual sunshine time(h)TL-0.1210.3160.0850.616?0.005-0.320CTUB0.263-0.0850.217-0.140-0.1820.393CTLB0.230-0.123-0.2270.698??-0.2050.241TUE0.324-0.3470.4950.192-0.3430.269TLE0.1050.4790.131-0.296-0.0850.115TPT-0.186-0.539?0.4040.546?-0.131-0.201TST-0.341-0.258-0.3160.2280.462-0.515?TLS-0.228-0.2370.585?0.247-0.271-0.041LLS-0.3090.160-0.468-0.2500.525?-0.259P/S0.118-0.3280.528?0.348-0.4720.090TMV-0.375-0.2260.2670.642??0.034-0.116VPD-0.336-0.589?0.1240.5070.125-0.311TB-0.241-0.1520.2530.439-0.1820.362SD-0.150-0.551?-0.0120.3580.197-0.158SL0.0570.576?-0.012-0.288-0.0450.260SW-0.0690.4670.069-0.232-0.0740.307

3 討論

植物葉片是植物進行光合作用、氣體交換以及蒸騰作用最主要的器官，其形態(tài)結構是自身遺傳特性和通過長期自然選擇而適應環(huán)境的結果[18]。同時，葉片作為植物體暴露于環(huán)境中最大的器官，對光、溫、水等生態(tài)因子的變化最為敏感，因此，其形態(tài)結構特征能在一定程度上反映出植物對環(huán)境適應能力的強弱[19]。本研究通過對四川省15個珙桐種群的葉解剖結構進行比較分析發(fā)現(xiàn)，不同種群間存在明顯差異。通過相關性分析、變異系數(shù)、聚類分析，從16項葉解剖結構指標中篩選出7項影響珙桐耐熱性的典型指標(柵海比、柵欄組織厚度、氣孔密度、下表皮角質厚度、主脈凸起度、上表皮角質層厚度、下表皮細胞厚度)，這與關于橡膠樹[20]、報春[15]耐熱性的研究結果類似。

本研究通過珙桐葉表皮氣孔特征進行觀察發(fā)現(xiàn)，珙桐的氣孔只分布在下表皮，上表皮無氣孔分布。這與申惠翡[13]等對杜鵑花的研究一致，說明此氣孔分布特征可減少強日照和高溫所引起的水分散失。通過四川省15個珙桐種群葉下表皮氣孔密度進行比較分析后發(fā)現(xiàn)，種群間存在極顯著差異，其中HYa、BFX、HY種群較大，而HYa與BFX種群海綿組織較厚，組織疏松度較高，可能是導致其耐熱性較弱的原因。這與Chen等[20]對蘿卜的研究一致，說明耐熱性較強的植物氣孔密度較高，植物葉片蒸騰強度增加，有利于增強葉片內部氣體和水分交換，從而起到降溫的作用。此外，Dinar與Rudich[21]和趙小仙[22]等人的研究發(fā)現(xiàn)，植物表皮氣孔密度越大，可以增加其單位時間內吸收CO2的量，提高光合速率，增強葉片所產(chǎn)生供植株維持正常生長代謝的同化物的速度，有利于短時間內提高對水分和熱量的利用效率，同時有助于散熱，減輕高溫對植物器官的傷害，由此證明氣孔密度較大是HY種群耐熱性較強的表現(xiàn)。

通過對不同種群間珙桐葉片上下表皮特征進行比較分析發(fā)現(xiàn)，耐熱性較強的HY種群，其下表皮角質層厚度與下表皮細胞厚度最大(1.31和14.14 μm)，而YJ種群較小(0.97和11.12 μm)，其耐熱性較弱。這與宮宇等[23]和王濤等[24]的研究結果類似，說明角質層厚度與表皮細胞厚度越大，對外界高溫的阻擋作用越強，有利于減輕外界高溫對植物葉片內部組織的傷害。

通過對15個珙桐種群葉肉組織解剖結構進行分析發(fā)現(xiàn)，HY與JL種群葉片柵欄組織厚度較大(49.45與43.66 μm)，這與草血竭[25]和豬屎豆[26]研究類似，說明較厚的柵欄組織可減弱高溫在葉肉組織中的通量，從而降低高溫對植物葉肉組織的水分的散失量和葉綠素的分解量，保證植物在高溫環(huán)境下能夠正常進行光合作用。也有研究表明[27～28]，較厚的柵欄組織對植物葉肉組織可起到恒溫的作用，使葉片內部保持一個較為穩(wěn)定的溫度范圍，降低外界高溫對葉肉組織的傷害，使葉片的各種生理機能可以正常運行。因此，較厚的柵欄組織有利于增強珙桐的耐熱性。海綿組織厚度主要反映植物對陰濕環(huán)境的適應性，這些環(huán)境的空氣溫度較低，種群植株耐熱性較弱[29]，這可能是BFX、HYa種群植株耐熱性較弱的原因。植物的耐熱性與柵海比有一定關系，葉片柵海比越大，葉肉組織密度與表面積越大，單位體積內葉綠體的含量越高，葉片進行光合作用的能力越強，植株整體的耐熱性越強[30]。吳濤等對不同生境條件下三葉爬山虎葉片解剖結構和光合速率進行分析發(fā)現(xiàn)，抗性越強的個體，其葉肉組織柵海比越大，其光合速率和對CO2的利用效率越高[31]。本研究15個珙桐種群中HY種群的耐熱性較高，可能與其較高的柵海比存在一定關系。

通過對15個珙桐種群葉片主脈特征進行比較分析后，發(fā)現(xiàn)不同種群間存在極顯著差異，其中，耐熱性最強的HY種群葉片的主脈厚度最大(1 646.75 μm)，主脈的維管束厚度也最大(350.57 μm)，而HYa、QL、BC種群葉片主脈厚度與維管束厚度較小(1 153.13、1 055、969.12 μm與249.74、237.58、216.47 μm)，其耐熱性較差。這與昝丹丹等[14]對梭梭的研究一致，說明較大的主脈厚度和維管束厚度能增強植物的耐熱性。葉脈維管束是植物葉片主要的輸導組織，為葉片提供無機養(yǎng)分和水分，并往地下部分輸送光合產(chǎn)物。葉脈維管束組織厚度越大，各器官對養(yǎng)分和水分的利用效率越高，植物體的生命力越旺盛，其抗逆性越強[20]。郭婧宇等[32]的研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)達的葉脈和維管束組織有利于檸條錦雞兒在高溫環(huán)境中使水分迅速從根系向上運輸至葉片，降低葉片溫度，保證葉片正常進行各種生理機能。也有研究表明，發(fā)達的維管束可以為閩楠葉肉組織提供較強的支撐，提高植株葉片的整體強度，使其葉片在逆境條件下具備較強的抗性，這也為本研究提供佐證[33]。

珙桐16項葉解剖結構特征與各種群生態(tài)因子相關性分析結果發(fā)現(xiàn)，下表皮角質層、柵欄組織厚度、主脈厚度與年均溫顯著或極顯著正相關，海綿組織與年均日照時數(shù)顯著負相關，與陸暢等[34]的研究一致，說明隨緯度的增加，氣溫逐漸降低，珙桐葉片的厚度與葉片的整體強度減弱，植株的抵抗高溫脅迫也隨之減弱。吳濤等[31]的研究發(fā)現(xiàn)，隨著立地環(huán)境氣溫和光照的減弱，三葉爬山虎葉片柵欄組織厚度逐漸變薄，組織細胞排列也較為松散，植株個體葉逐漸適合陰濕環(huán)境。對不同珙桐種群的耐熱性綜合評價結果顯示，HY種群屬于耐熱型，JL、LB、MC等3個種群屬于中度耐熱型，PS、YJ、TQ、MG、PW、BFX、BC等7個種群屬于低耐熱型，HYa、BX、DY、QL等4個種群屬于不耐熱型，這也說明珙桐耐熱性強弱是自身與環(huán)境長期互作的結果。HY種群的高耐熱性與種群所在地的較高溫度和光照時數(shù)等環(huán)境因子密切相關，而HYa、BX、DY、TQ種群耐熱性較弱，與其所在地氣候較陰冷有關。