紫苏(Perilla frutescens L.)原产于亚州东部,现作为蔬菜广泛种植于全国各地,紫苏既是营养丰富的蔬菜,也是疗效良好的中药材,作为一种药食兼用植物,越来越受到人们的重视。随着全球干旱程度的加深,对于提高植物的抗旱能力及水分利用效率有了更高的要求,叶脉是植物叶片重要的水分运输系统,研究叶脉与植物光合特性及水分平衡的关系具有重要的意义。本研究以C3植物紫苏(Perilla frutescens L.)、 C4植物高粱(Sorghum bicolor L.)为实验材料,通过对叶片解剖结构、气体交换、水导度及水分利用效率等的测定,研究了叶脉密度和气孔密度、叶脉密度和光合特性之间的关系,以及干旱胁迫对叶片结构、光合特性及水分利用效率的影响。主要研究结果如下：(1)与紫苏相比,高粱叶片叶脉密度大,导水能力强,蒸腾速率高,但气孔密度小；高粱叶片近轴侧气孔密度占总气孔的比例明显高于紫苏。叶脉密度大的高粱具有较高的净光合速率,而紫苏叶脉密度小,净光合速率也较低。(2)与对照相比,干旱胁迫后紫苏、高粱叶面积减小；叶脉密度、气孔密度增加,叶脉直径和气孔孔径减小；叶片横切面中叶片厚度、叶肉厚度都减小,叶肉细胞面向外围空间的面积(Smes)、叶绿体面向外围空间面积(Sc)也减小；同时,叶片水导度、气孔导度和光合速率都降低,水分利用效率提高。叶脉直径的降低幅度与水导度的降低幅度成比例存在。综上所述,我们认为与高粱相比,紫苏具有较低的光合速率与其较低的叶脉密度有关；叶脉密度和气孔密度之间可能不存在严格的协同变异关系。叶脉直径可能是影响水导度降低的重要因素；干旱胁迫下植物会通过增加叶脉密度和气孔密度,减小叶脉直径等来维持水分平衡和光合速率,从而提高水分利用效率；与紫苏相比,高粱较高的叶脉密度和较低的气孔密度更有利于干旱胁迫下水分平衡的维持。这对理解植物光合作用、抗旱机理及植物的抗旱改良具有重要意义。