雪灌木（Aerva javanica (Burm.f.) Juss. Ex Schult.）在沙漠生态系统中的微观结构适应性

《NATURWISSENSCHAFTEN》：Microstructural adaptations of snow bush (Aerva javanica (Burm.f.) Juss. Ex Schult.) in desert ecosystems

　　耐旱灌木Aerva javanica在不同盐碱梯度下的结构适应性研究。通过形态学及荧光显微解剖分析，发现其根系密度、叶 succulence（水分储存组织）及木质部发育呈现梯度分化：高盐区（Cholistan）以厚表皮、增大气管网络和盐排除结构为主；过渡区（Desert Margins）则平衡水分储存与运输；干旱区（Thal）侧重光合组织发育与快速生物量积累。这种多层次结构可塑性增强其超旱生境中的竞争力，为荒漠生态修复提供理论依据。

　　

摘要

Aerva javanica（雪灌木）是一种原产于南亚沙漠的多年生耐旱灌木，因其在土壤稳定、沙漠修复和生态系统恢复中的关键作用而受到重视。然而，其在不同土壤和气候条件下生存的结构基础仍知之甚少。本研究旨在阐明 A. javanica 在三个生态特征迥异的地区（i）盐碱性乔利斯坦沙漠、（ii）乔利斯坦沙漠边缘以及（iii）塔尔沙漠边缘）的生长和解剖特征的适应性变化，这些地区代表了盐度和干旱压力的不同梯度。形态学研究表明，随着盐度的增加，植物活力下降——茎和根的长度、生物量以及叶面积在塔尔沙漠边缘（MGR）最高，在盐碱核心区域（CHM, RYK）最低。相反，高盐度地区的种群发展出了更密集的根系和更高的叶片多汁性，这反映了其适应渗透调节和水分利用效率的策略。利用荧光立体显微镜进行的解剖学研究揭示了不同生境下的显著结构差异：来自盐碱性乔利斯坦沙漠的种群具有增厚的表皮、扩大的皮质薄壁组织以及扩展的维管束和额外的木质部形成，这些特征增强了水分传导能力和盐分排除能力。乔利斯坦沙漠边缘的种群具有中等的解剖结构，维管组织和储存组织较为平衡，表明它们对水分和离子供应的波动具有过渡性适应能力。相比之下，塔尔沙漠边缘的植物具有较薄的表皮组织、减少的厚壁组织以及发达的叶绿薄壁组织，这体现了其对光合作用的优化和快速生物量积累的能力。此外，该物种在皮质和内皮根区域展示了新型的木质部导管发育，以及特化的叶毛（包括腺状和非腺状）。这些协调的结构适应增强了水分传导效率和水分保存能力，进一步巩固了其在极端干旱沙漠生态系统中的主导地位和持久性。总体而言，这些结果揭示了一个从水分安全到生长效率的层次化适应框架，突显了 A. javanica 异常的结构可塑性。建议未来采用转录组学和代谢组学方法进行综合研究，以阐明调控这种适应性连续性的遗传和生化机制，并为干旱地区的气候适应性恢复策略提供依据。

Aerva javanica（雪灌木）是一种原产于南亚沙漠的多年生耐旱灌木，因其在土壤稳定、沙漠修复和生态系统恢复中的关键作用而受到重视。然而，其在不同土壤和气候条件下生存的结构基础仍知之甚少。本研究旨在阐明 A. javanica 在三个生态特征迥异的地区（i）盐碱性乔利斯坦沙漠、（ii）乔利斯坦沙漠边缘以及（iii）塔尔沙漠边缘的生长和解剖特征的适应性变化，这些地区代表了盐度和干旱压力的不同梯度。形态学研究表明，随着盐度的增加，植物活力下降——茎和根的长度、生物量以及叶面积在塔尔沙漠边缘（MGR）最高，在盐碱核心区域（CHM, RYK）最低。相反，高盐度地区的种群发展出了更密集的根系和更高的叶片多汁性，这反映了其适应渗透调节和水分利用效率的策略。利用荧光立体显微镜进行的解剖学研究揭示了不同生境下的显著结构差异：来自盐碱性乔利斯坦沙漠的种群具有增厚的表皮、扩大的皮质薄壁组织以及扩展的维管束和额外的木质部形成，这些特征增强了水分传导能力和盐分排除能力。乔利斯坦沙漠边缘的种群具有中等的解剖结构，维管组织和储存组织较为平衡，表明它们对水分和离子供应的波动具有过渡性适应能力。相比之下，塔尔沙漠边缘的植物具有较薄的表皮组织、减少的厚壁组织以及发达的叶绿薄壁组织，这体现了其对光合作用的优化和快速生物量积累的能力。此外，该物种在皮质和内皮根区域展示了新型的木质部导管发育，以及特化的叶毛（包括腺状和非腺状）。这些协调的结构适应增强了水分传导效率和水分保存能力，进一步巩固了其在极端干旱沙漠生态系统中的主导地位和持久性。总体而言，这些结果揭示了一个从水分安全到生长效率的层次化适应框架，突显了 A. javanica 异常的结构可塑性。建议未来采用转录组学和代谢组学方法进行综合研究，以阐明调控这种适应性连续性的遗传和生化机制，并为干旱地区的气候适应性恢复策略提供依据。