木兰科植物叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系

全球气候变化背景下,极端高温事件日益频繁,对植物的生长、存活造成严重威胁,准确评估植物的耐热性,对物种保育和适应性预测具有重要作用。木兰科是中国亚热带常绿阔叶林的标志类群,也是被子植物基部类群,具有重要的生态价值和演化生物学地位,然而目前对其耐热性尚缺乏了解。该研究以种植于同质园的23种木兰科植物为研究对象,利用叶绿素荧光技术研究了叶片光合系统的耐热性,同时测定了叶片形态性状,并基于这些物种在全球的分布地气候数据,分析了叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系。发现木兰科植物光系统II最大光化学效率降低50%时的温度(T50)范围在46.1-56.7℃之间,且常绿物种的T50显著高于落叶物种。叶片形态方面,T50与叶面积显著正相关,与叶片厚度无显著相关关系。温度生态位方面,T50与年平均气温、最冷月最低气温呈显著正相关关系,但与最暖月最高气温无显著相关关系。T50具有较弱的系统发育信号,暗示T50受系统发育影响较小,受叶片形态与环境气候的影响较大。研究结果说明木兰科植物的叶片光合系统耐热性较强,但耐热性的气候适应可能并不受高温环境驱动,未来的高温事件对生活于更炎热地区的木兰科落叶植物威胁较大。