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水在植物花朵發(fā)育和傳粉過程中發(fā)揮重要作用，如促進(jìn)花朵生長(zhǎng)膨大，以及在干旱環(huán)境中通過蒸騰作用調(diào)節(jié)溫度等?？嘬奶频拇蟀胼糗奶κ强λ固厥?guī)r上特有的多年生草本植物。在開花早期，該植物兩個(gè)苞片合生在一起，裝滿了從莖分泌而來的液體，形成球形或橢圓形的水球，而花蕾完全浸泡在水里。隨著花蕾發(fā)育，水球逐漸長(zhǎng)大，最大時(shí)可容納近20ml液體。隨后，苞片開裂，花朵開放，液體流失。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所研究員孫航和宋波團(tuán)隊(duì)聯(lián)合加拿大多倫多大學(xué)科研人員，通過去除大苞半蒴苣苔苞片內(nèi)液體等操控實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，排空液體的苞片內(nèi)小花敗育率顯著提高。研究表明，裝滿液體的苞片可幫助幼嫩的花蕾抵御高溫脅迫，最高可降低花蕾溫度達(dá)3.6°C。化學(xué)成分分析顯示，苞片內(nèi)的液體含鈣、鎂、氮、磷及鉀等多種元素。其中，鈣的濃度最高，達(dá)77.3±1.1mg/L，是相鄰葉片中鈣濃度的1.7倍，而其他元素低于相鄰葉片，這有助于植物適應(yīng)喀斯特環(huán)境中土壤的高鈣脅迫。同時(shí)，干旱脅迫與脫水實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，極端干旱情況下，苞片內(nèi)的水分會(huì)回流到附近葉片，以幫助植物增強(qiáng)對(duì)短暫干旱的適應(yīng)能力。進(jìn)一步，研究發(fā)現(xiàn)，大苞半蒴苣苔裝滿水的苞片具備類似充滿“羊水”的“子宮”的多種功能。例如，通過降溫使花蕾在高溫干旱的環(huán)境中免于脫水，為幼嫩花蕾的發(fā)育創(chuàng)造有利微環(huán)境；在高鈣的喀斯特環(huán)境中充當(dāng)鈣儲(chǔ)存庫；通過回流“再利用”苞片中的液體，為干旱環(huán)境下的植物生長(zhǎng)和繁殖提供應(yīng)急“水庫”。系統(tǒng)發(fā)育調(diào)查顯示，充滿“羊水”的“子宮”狀苞片結(jié)構(gòu)在苦苣苔科多個(gè)類群中被發(fā)現(xiàn)，說明該特化結(jié)構(gòu)在苦苣苔科中進(jìn)化了多次。該研究為學(xué)界探討植物在喀斯特極端環(huán)境下的適應(yīng)策略與植物多功能苞片進(jìn)化適應(yīng)機(jī)制提供了新視角。近日，相關(guān)研究成果以“Amniotic fluid”?in womb-like flower bracts protects floral development and promotes drought resistance in karst habitats為題，發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》（National Science Review）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部、中國(guó)科學(xué)院及云南省等的支持。論文鏈接大苞半蒴苣苔生境及其子宮狀苞片的發(fā)育過程