自然界中的很多植物表现出异形叶现象,这种现象在多数情况下都与其生境相关,但关于环境因素如何影响异形叶的发生和分布特征却缺乏充分研究。本研究以龙柏为实验对象,考察在不同生境和胁迫处理(修剪、干旱、温度、养分等)条件下,不同高度龙柏的主要特征以及对环境处理的应激反应特征。结果表明:(1)处于不同生长发育阶段的龙柏苗的异型叶(鳞叶和刺叶)的空间分布和对生态因子响应呈现明显规律性。具体而言,下部刺叶干重比例最高,中部次之,上部最低(接近于零)。对于一级枝(在这里,我们把由根基部生出的主干作为一级枝,由一级枝直接生出的分枝作为二级枝,以此类推),距离主茎干基部越远,其刺叶数量比例越小;对于二级枝,距离所在一级枝的基部越远,其刺叶数量比例越小。龙柏苗的阴面刺叶干重比例高于阳面。在一定范围内,光照强度越弱(遮荫度越高),则刺叶比例越高。土壤养分含量与刺叶比例成负相关。龙柏复叶上存在刺叶与鳞叶片段交替生长的情况,且叶面切口处长出的往往是刺叶型(叶面切口指在一片复叶上的机械损伤部位)。温度对异形叶(主要是刺叶)发生也有影响。在一定范围内,温度越低,刺叶数量越多。(2)人为修剪对龙柏异形叶比例影响显著。对龙柏枝条实施人为修剪与动物取食对龙柏造成的损伤作用具有一定的相似性。动物的取食可能会诱发植物的防御机制,与此相似,人为的修剪作用也有可能促进或加剧某些植物防御机制的表达。本研究对龙柏幼苗和成熟龙柏实施不同程度以及不同部位的修剪,以验证其对于龙柏异形叶比例的影响。实验结果显示,枝条顶端(茎和叶一起修剪)被修剪后,较易长出刺叶,且此刺叶可长期成簇生长,长度较长;而只修剪叶子时,则常出现刺叶与鳞叶的交替生长,且刺叶长度有限,多在0.5-1cm之间。(3)转录组测序结果表明,顶枝上较尖锐的大刺叶中与光合相关的一些关键基因表达量非常低,甚至为零,因此大刺叶可能因为各种胁迫的应激反应而降低有机物的积累作用,转而将更多的生物材料配置到结构蛋白等与刺状叶型或角质层形成相关的表达中,以对植物体起到保护作用。