近日，中国科学院植物研究所研究员黄振英、副研究员杨学军等与合作者以沙漠短命植物—条叶庭荠和四齿芥为研究对象，揭示出这两种植物土壤种子独特的一年两次的休眠循环机制和萌发适应策略。相关成果发表于国际学术期刊Journal of Ecology。
种子的休眠与萌发是植物生命周期中的关键阶段，其发生时间与生境密切相关，直接影响幼苗的生长和植株的存活。一些生长在荒漠生境下的植物，在长期的适应进化中形成特殊的种子休眠和萌发适应对策。短命植物是一类生长在中亚干旱荒漠区的植物类群，在我国主要分布于古尔班通古特沙漠等地，其突出特点是能够利用早春雨水和融化的雪水迅速生长发育，在夏季干热季节来临前完成生活周期，以种子库的生命形式储藏在土壤中度过漫长的不利季节。然而，目前尚缺乏对短命植物土壤种子休眠和萌发的地下过程及其对冷荒漠极端生境的生态适应机制的充分认识。
对此，研究人员以古尔班通古特沙漠中常见的两种短命植物—条叶庭荠和四齿芥为研究对象，通过为期两年的野外和实验室实验，揭示出这两种植物土壤种子独特的一年两次的休眠循环机制和萌发适应策略。
他们发现，这两种植物的新成熟种子具有生理休眠特性，传播后的土壤种子能够在夏季高温中通过后熟作用逐渐释放休眠，进入非休眠状态，随后在秋季土壤湿度适宜时萌发。然而，未能在秋季萌发的种子会在冬季重新进入休眠状态。在早春湿润的雪融期，部分种子通过低温层积作用再次释放休眠，从而能够在早春季节萌发。这种一年两次的休眠循环机制使得两种植物在一年内能够形成两个不同的萌发幼苗群体，条叶庭荠种子萌发形成大量秋萌株和少量春萌株，而四齿芥则形成少量秋萌株和大量春萌株。秋萌株生长周期较长，但存活率较低；而春萌株生长周期较短，但存活率较高。
研究人员表示，这种适应策略可能是植物在长期适应荒漠降水和温度胁迫生境的一种“两头下注”策略，有助于该类植物种群在极端环境下的维持和繁衍。
相关论文信息：
10.1111/1365-2745.70000
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