A trade‐off between leaf water retention capacity and rehydration capacity among plant species

生物 干燥 保水性 木质部 耐旱性 抗性(生态学) 种间竞争 抗旱性 农学 干燥耐受性 适应(眼睛) 植物 蒸腾作用 生态生理学 脱水 栖息地 比叶面积 含水量 气孔导度 植被(病理学) 植物种类 植物生理学 干旱 土壤水分 水运 植物生长 水分胁迫 木本植物 植物群落 顽性种子 干旱胁迫 园艺 用水效率 抗冻性 草本植物 用水 维管植物 气候变化 生态学
作者
Junzhou Liu,Tingting Du,Xianke Yang,Jinfang Zhao,Sheng Liang,Zhuo Chen,Hui Zhang,Yang Xiao,Dongliang Xiong
出处
期刊:New Phytologist [Wiley]
卷期号:249 (4): 1727-1738
标识
DOI:10.1111/nph.70821
摘要

How plants cope with drought remains a major challenge in plant biology. Plants have evolved diverse drought resistance strategies, whether they operate synergistically or exhibit trade-offs remains a critical knowledge gap. Here, we examined drought resistance strategies across 128 plant species, encompassing diverse plant phyla, original biomes, leaf types, and growth forms. Their leaf water retention capacity, rehydration capacity, and anatomical traits of leaves were measured. Our analyses revealed a significant negative correlation between leaf water retention capacity and rehydration capacity (R2 = 0.55, P < 0.001), providing compelling evidence for an trade-off between desiccation avoidance and desiccation tolerance at the leaf level. This trade-off exhibits clear anatomical underpinnings in leaf structural traits including cell size, leaf thickness, vein density, and xylem proportion. We found significant variations in both capacities across plant phyla, original biomes, and leaf types, suggesting that vascular structure evolution and habitat adaptation may be primary drivers shaping drought resistance strategies. Notably, interspecific differences in leaf water retention capacity were mainly due to variations in water loss rate rather than water storage capacity. Our findings advance mechanistic understanding of drought resistance strategies across different plant types and contribute to improved predictions of vegetation responses to climate change.
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