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曾霓1, 2, 孙维悦3, 舒江平4, 周定港1, 5, 严岳鸿6, 何祖霞2, 5
Ni Zeng1, 2, Weiyue Sun1, 3, Jiangping Shu1, 4, Dinggang Zhou 2, Yuehong Yan1, 3*, Zuxia He1, 3*
摘要:
植物叶片的超疏水性结构具有植物防尘和防菌等重要功能, 也是人类社会研制仿生材料的重要原理; 蕨类植物作为最早由水生向陆生过渡的维管植物, 其疏水结构存在显著的多样性。本文在文献研究和疏水性初步观察的基础上, 选取了25种蕨类植物进行叶表皮微形态研究, 并对其中20种进行接触角测量, 结果表明:
(1) 叶片疏水性与其表面微结构密切相关, 多数疏水性蕨类植物的叶表皮呈现由多边形凸起与蜡晶体组成的多层级结构; 蕨类植物叶片接触角大于130°时, 已经可以观察到明显的疏水现象;
(2) 生境相关性分析显示, 在喜水环境中生长的蕨类植物, 其疏水性表现要更加显著; (3) 基于叶绿体基因组的系统发育分析表明, 蕨类植物的疏水特性呈现多次独立起源的演化模式。作为最古老的陆生维管植物类群, 蕨类植物超疏水机制的研究为理解植物适应陆地环境的演化策略提供了新的视角, 也为开发新型仿生功能材料提供了新的天然模板。