在全球森林普遍面临极端干旱威胁、甚至出现大规模树木死亡的背景下，叶片水分生理性状已成为植物生理生态学研究的核心议题。虽然叶片细胞结构对植物抗旱性与生长的调控作用已得到广泛认识，但其内在的细胞生物学机制，尤其是细胞壁生化组分在抗旱过程中所发挥的具体作用，仍缺乏系统而深入的解析。

细胞壁作为植物细胞的“外骨骼”，通过其物理结构与生化组分共同调控细胞膨压与水分功能，在植物应对干旱过程中发挥关键作用。然而，既往研究多聚焦叶片解剖结构（如细胞大小、组织厚度）与叶片抗旱的关联，对细胞壁生化组分—尤其是果胶在干旱响应中的动态调节功能—仍关注不足，其内在机制尚未得到系统揭示。

为此，研究团队以热带-亚热带干旱与湿润森林69个优势树种为对象，全面测定了叶片水分生理、细胞壁生化组分与细胞解剖结构等多个维度数据，构建了从细胞壁性状到叶片抗旱功能的整体生理生态框架，从细胞-树木-森林生态系统多尺度探索了植物的干旱适应性。

研究发现，干旱与湿润森林树种采取了截然不同的叶片抗旱策略：干旱森林树种主要通过提高细胞壁果胶含量来增强细胞壁弹性与渗透调节能力，从而维持叶片在干旱胁迫下的水分生理功能；而湿润森林树种则主要依赖增加栅栏组织投资，以提升叶片结构稳定性与机械支持，适应相对稳定的湿润环境。

该研究揭示了一种新的叶片抗旱机制，即植物可通过调节细胞壁果胶含量来塑造叶片水力特性，从而适应干旱环境。相关成果以“Cell wall pectin reshapes leaf drought tolerance in dry forests”为题，发表于国际期刊Nature Communications。研究组博士生段梦成为论文第一作者，马泽清研究员为唯一通讯作者。

相关论文信息：

Duan, M., Sack, L., Baird, A.S., Ma Z^*. (2026). Cell wall pectin reshapes leaf drought tolerance in dry forests. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-025-68251-w

图  干旱和湿润森林叶片解剖结构与细胞壁组分差异