另外，有些可塑性反应可能是中性的， 同样不具有适应意义。 适应性可塑性(adaptive plasticity)
是指那些在特定环境中能够增强生物的机
能，进而可以增强适合度(fitness)的可塑
性反应。
意义：
1.表型可塑性是生物适应变化的环境的重
要方式
2.对于生物的分布有重要的意义
表型可塑性的适应意义是通过影响适 合度来实现的。 表形可塑性至少可以通过两种方式影
植物表型可塑型
报告人：夏军
提纲

1.植物表型可塑性的概念,种类及研究方法
2.植物表型可塑性与其他因素的关系
Biblioteka 3.表型可塑性变异的生态-发育机制
4.展望

1.植物表型可塑性的概念和种类


1.1 概念 表型可塑性（phenotypic plasticity）： 指同一个基因对不同环境应答而产生不同 表型的特征。 这里所说的“表型”是和“基因型”相对 的遗传学概念。包括除基因内容本身之外 的所有性状，涉及形态解剖、生理生化及 生活史等各个方面。
干旱
水淹

1.1.3 解剖学及形态结构可塑性
植物的解剖学特征，如叶脉厚壁组织 的面积以及共生的豆科植物根瘤结构等可 能随环境变化而变化。在草本植物中，遮
荫通过影响分裂组织的产生以及植物器官
大小和结构来调整植物的形态。
1.1.4 生活史可塑性 与生活史相关的可塑性被称为生活史 可塑性。如，开花时间的早晚、长短，生

2.1 植物表型可塑性与适应
植物表形可塑性在对异质环境的适应 过程中发挥了重要作用。其原因可能是植 物固着生长，缺少真正意义上的行为，而
且在整个生活周期中都可以进行形态建成。
所有的可塑性反应都是适应性吗？
在各种环境胁迫下（干旱，盐等），
植物的生长和繁殖往往受到明显的限制，
如个体变小、种子数量减少等。这种变化 其实代表了逆境胁迫下植物遭受的不可避 免的伤害，很难说是一种适应性反应。

已经发现陆生植物、藻类、海洋无脊 椎动物、昆虫、鱼类、两栖类、爬行类、 小型哺乳类和青苔等具有表型可塑性。由 于环境对植物生长发育的影响比较明显， 并且植物的繁殖较容易，在变化的环境中 比其他生物更易于生长，当前对表型可塑 性的认识大部分来自对植物的研究。


1.2 种类
1.2.功能可塑性 与资源获得相关的可塑性被称为功能可 塑性。 在低营养的土壤中提高根生物量的分配, 在低的光学流密度时具有高的比叶面积。
1.3 植物表型可塑性的研究方法
可塑性的研究总是在人工控制的实验
地进行，因为这样的地方可以模拟一种或
一种以上的决定物种存活的关键环境因子，
可以设置一系列的梯度用于研究植物在这
些环境条件下的形态可塑性发展趋势。实
验往往采用对比实验的方式进行。
由于时间动态对植物的可塑性响应具 有较大的影响，所以可塑性的研究总是要 持续植物的一生或一个发育阶段。
不再是简单的对应，表型不只由基因型决
定，还受环境因素和发育过程的影响。
单个基因型可以通过对发育过程的调
节，在一系列不同环境条件下通过产生不
同的表型来保持正常的生理功能，进而维 持其适合度。这样除了自然选择介导的种 群分化外，个体还可以通过表型可塑性来 适应异质环境。



在长期进化过程中，两者存在着取舍和权 衡。 作为独立进化的性状，表型可塑性本身能 够发生遗传分化。 表型可塑性和遗传分化能够发生复杂的相 互作用。
一般认为，表型可塑性和遗传分化(包
括生态分化)是生物适应异质生境的两种主
要方式。
遗传分化：在经典“新达尔文”模型中
，基因型和表型是一种简单的对应联系。
种群对局部生境产生的自然选择表现出应
答，通过改变群体的基因型频率形成分化
的局域种群(1ocal population)来适应异 质的环境。
表型可塑性：基因型和表现型的关系

1.1.5 跨世代可塑性
植物在适应环境时可以调整自己的表
型，而且也可以通过改变种子的数量和质
量以及种皮和果实组织的结构或生化特征
来调整其后代的表型。这被称为跨世代可 塑性。

从一定意义上来说， 植物子代的生存
环境可以从母本的生存环境中推测出来。
如某些物种通过改变种子的结构或种
皮或果皮的厚度来响应差别悬殊的生长条
2.3 植物表型可塑性与入侵力

最初植物表型可塑性的研究通常集中
在对植物生长、形态学(如植株大小、分枝
数等)等方面简单的描述。最近的可塑性研
究包括与资源获取直接相关的地上和地下
特征的更详细的描述。
低光照
强光照

1.2.2 发育可塑性
与发育相关的可塑性被称为发育可塑性。
发育可塑性可能在生活史的早期受到限 制，并且随不同的基因型、物种或种群而 发生改变。
对比研究是植物表型可塑性研究常用 的方法。人们可以研究同一物种单起源的 近缘生态学分类单位，当它们在生态位上 已经有所分离时，就可以对它们进行对比 研究。
在研究克隆植物时，形态可塑性总是
与植物行为联系在一起，这就形成了植物
行为生态学的重要内容。国内对植物可塑
性的研究多集中在这一领域。
2.植物表型可塑性与其他因素的关系
件，因此就维持了决定最初苗大小的胚和 胚乳组织的数量和质量。
与营养供应充分的植物的后代相比， 缺乏营养植物的后代会提高根的生物量比 率；同样地，缺少光的植物跟同种的但生 长在高光条件下的植物相比，其后代会降 低与地上相关的根的扩展 。幼苗生长方式 的这些特异性的可塑性变化是后代维持功 能的重要方面。
响适合度，赋予生物适应上的灵活性：一
种是表现最大化 (maximizing perfor-
rmance) ，即资源充足情况下尽可能增加
总体适合度
另一种方式是表现维持 (sustain—
ing performance)，即在资源受限、存在
胁迫的条件下仍然维持必要的生理功能，
确保一定的适合度
2.2植物表型可塑性与遗传分化
活史的长短等。有些研究报道了草本植物
中的生殖时间和生殖分配的可塑性。这些
变化有可能直接影响植物的适应性，进而
影响种群和自然选择。
实验证明，差别较大的生殖方式反映 了对两种环境的适应差异：在不利的生境 中，植物寿命较短且尽早开花对生殖是有 利的，在有利的生境中，植物生活时间较 长，可以允许营养生长时间长且推迟开花， 进而最大限度地扩大其适应性