近日，林学院蔡靖教授团队在植物学期刊《Plant, Cell & Environment》在线发表了题为“Breeding Productive Tree Genotypes: The Role of Hydraulic Resistance Along the Root-Stem-Leaf Continuum in Constraining Growth”研究论文，首次在基因型层面系统揭示了“根-茎-叶连续体”水力阻力对生物量的调控机制，为突破林木育种瓶颈、实现高产提供了关键理论依据。已毕业博士研究生赵涵为论文第一作者，蔡靖教授为论文通讯作者。

培育高产林木品种是实现林业可持续发展的关键，但长期以来，制约林木生物量产量的水力结构基础尚不明确。传统育种多关注地上部分的性状改良，忽视了植物水分传输系统作为一个整体的功能协调性。特别是在全球气候变化导致干旱频发的背景下，解析水分传输效率与生物量产量的关系，对培育高产的林木新品种具有重大科学意义和应用价值。

研究针对6个生物量差异显著的基因型，通过量化“根-茎-叶连续体”的水力阻力分配规律以及解剖结构特征，取得以下重要发现：（1）根部阻力主导整株导水效率（图1）。根部贡献了全株水力阻力的54%以上，是限制整株导水效率和生物量产量的关键瓶颈；（2）“根-茎-叶连续体”水力系统的强协调性。根、茎、叶各器官水力系统紧密配合，保障了整株的导水效率；（3）各组分的水力阻力是林木生物量产量的重要预测因子，然而水力阻力分配模式与产量呈弱相关；（4）揭示了影响水力效率的关键解剖结构特征（图2）。根部与叶部阻力主要由导管直径决定，而茎部阻力主要由导管长度决定，高叶脉密度和低栅栏/海绵组织厚度比可显著降低叶片阻力。这些发现建立了水力结构与生物量产量之间的定量关系模型，为选育高产林木品种提供了明确参考。

该研究得到了国家自然科学基金项目（32271578，31570588，32301309）的支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.15512