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背景 被子植物木质部中由干旱诱导的栓塞机制一直被归因于空气播种（air-seeding）。这一概念描述的是气体从已发生栓塞的导管向邻近导管的主体流动，其途径是气-液弯月面穿过导管间纹孔膜中的孔隙。尽管关于栓塞空间传播已有令人信服的证据，但空气播种理论建立在多项简化假设之上。其中包括：木质部汁液的物理性质与纯水相近；纹孔膜可近似为具有简单孔隙的结构；以及只要气-液界面穿过纹孔膜，栓塞就会发生。 范围 近期的实验与理论研究表明，支配导管间纹孔膜处气-液相互作用的生物物理条件和过程，远比空气播种所假设的更具动态性和复杂性。这些现象包括：（1）气体通过收缩型孔隙网络的运动，（2）导管表面及界面处不溶性的极性脂质，（3）取决于界面脂质局部堆积密度的木质部汁液动态表面张力，（4）纹孔膜内气泡的断颈分离动力学，（5）在过饱和溶解气体的汁液中由表面活性剂稳定的纳米气泡，以及（6）带电界面之间的静电相互作用。重要的是，栓塞传播涉及气泡生成和栓塞形成这两个彼此不同、在时间和空间上分离的过程。栓塞形成发生于纳米气泡失稳时，而低于临界稳定阈值的纳米气泡则可在充满汁液的导管中保持稳定。 结论 综上，这些发现再次证实，纹孔膜作为安全阀发挥作用，使水分运输得以遵循内聚力-张力理论，并为栓塞传播提供了机制层面的认识。它们回答了为何植物在负的木质部压力下不会持续发生栓塞形成这一问题。我们认为，要解释被子植物木质部中水分运输与抗栓塞性的生物物理基础，必须采用一个修正框架，明确纳入纹孔膜的三维结构，以及其内部运行的多相、动态过程。 关键词：空气播种，栓塞，具缘纹孔，纹孔膜，气-液界面，木质部汁液，极性脂质，动态表面张力，纳米气泡，孔隙收缩，表面活性剂
背景 木质部栓塞的干旱诱导机制一直被归因于空气播种（air-seeding）。这一概念描述的是气体从已栓塞导管向相邻导管的体相流动，其途径为气-液弯月面穿越导管间纹孔膜中的孔隙。尽管栓塞空间传播已有确凿证据，但空气播种建立在若干简化假设之上。其中包括：空气播种假定木质部汁液的物理性质与纯水相近，纹孔膜可近似视为具有简单孔隙的结构，并且只要气-液界面跨越纹孔膜就会发生栓塞。
范围 近期实验与理论研究表明，支配导管间纹孔膜处气-液相互作用的生物物理条件与过程，远比空气播种所假定的更具动态性和复杂性。这些现象包括：（1）经由收缩孔网络的气体运动；（2）存在于导管表面及界面的不溶性极性脂质；（3）取决于界面脂质局部堆积密度的木质部汁液动态表面张力；（4）纹孔膜内气泡断裂（snap-off）动力学；（5）在溶解气体过饱和的汁液中由表面活性剂稳定的纳米气泡；以及（6）带电界面之间的静电相互作用。重要的是，栓塞传播涉及气泡生成与栓塞形成这两个彼此不同、在时间和空间上分离的过程。栓塞形成发生于纳米气泡失稳时，而低于临界稳定阈值的纳米气泡可在充满汁液的导管中保持稳定。
结论 总体而言，这些发现再次证实纹孔膜作为安全阀发挥作用，使水分运输能够遵循内聚-张力理论，并为栓塞传播提供了机制性认识。它们回答了一个问题：为何植物在木质部负压条件下不会持续发生栓塞形成。我们认为，需要一个修正后的框架，明确纳入纹孔膜的三维结构以及其内部运行的多相、动态过程，才能解释被子植物木质部中水分运输与抗栓塞性的生物物理基础。
关键词：空气播种，栓塞，具缘纹孔，纹孔膜，气-液界面，木质部汁液，极性脂质，动态表面张力，纳米气泡，孔收缩，表面活性剂
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.05.743004v1?rss=1
🏷️ 空气播种 木质部栓塞 具缘纹孔 气液界面 纳米气泡 动态表面张力