植物种子对火烧信号发生的适应机制获展现

 
 
植物种子对火烧信号发生的适应机制获展现  
 

 

 

 

 

 

图1 差异个别程度的Boronia floribunda种子巨细、萌芽率及对烟水响应的差别

 

 

图2  Anigozanthos flavidus种子萌发进程中胚的变革动态(a)完整的种子, (b)萌动前的胚, (c) 萌发前伸长的胚

 

图3 差异种群的 Anigozanthos flavidus种子萌发对温度及烟信号 (KAR1、SP1、烟水)的响应

 

 

火烧信号对生态系统的影响引起了科学家的高度存眷，出格是火烧产生的生态系统中，火烧信号通过对种子萌发的调控实现植被更新与规复。植物种子对火烧信号发生的适应机制是什么样的，是展现植物在恒久进化进程中保持繁衍本领的要害科学问题，但今朝国际研究较单薄。为此，中科院东北地理与农业生态研究所研究员马红媛与澳大利亚和美国多家单元的专家相助开展了系列研究，展现了植物种子对火烧信号发生的适应机制。相关研究成就颁发于International Journal of Wildland Fire、Plant and Soil、AoB Plants等。

 

火是自然界周期性天然滋扰因子，是塑造地表植被的重要调控因子，对草地、丛林、湿地等生态系统布局和成果维持具有重要意义。连年来，由于受气温升高、极度干旱等全球变革的影响，自然野火产生频率和强度泛起增加趋势。

 

“火烧信号，包罗植物燃烧发生的热激、气体烟挥发性有机物、火后降雨的烟水溶液等，城市对生态系统发生重要影响。” 马红媛向《中国科学报》先容，个中植物燃烧发生的烟中的丁烯酸内酯(Karrikins，简写KARs，包罗KAR1、KAR2、KAR3和KAR4) 和甘油腈（Glyceronitrile，简写SP1）是今朝发明的影响植物种子休眠和萌发的主要化学物质。

 

连年来，马红媛与澳大利亚多家单元的专家相助，对澳大利亚差异休眠范例植物Boronia floribunda（物理休眠）和Anigozanthos flavidus（形态生理休眠）的种子开展了系统研究，深入分解了种子在个别和种群程度上，KAR1、SP1、烟水、热激及其互作等对种子休眠和萌发、胚发展动态等的影响。研究表白，Boronia floribunda种子在个别程度上对烟水的浓度存在显著差别，担保了部门种子可以或许在适宜的情况下快速萌发；而部门种子则保持休眠状态并形成泥土种子库，这种趋同进化担保了该物种在火烧生态系统中的生存和更新（图1）。同时，通过比拟12个种群的种子萌发特性（图2），首次报道了Anigozanthos flavidus种子休眠水平存在的种群程度显著差别，展现了深度和浅度休眠差此外种子对差异烟信号及其互作的显著差别性响应特征（图3），总结了该物种适应火烧及多变巨大生境的重要繁殖计策。

 

相关研究获得中国科学院王宽诚教诲基金会“优秀女科学家专项”、国度自然科学基金等项目连系扶助。

 

相关论文信息：https://doi.org/10.1071/WF19195

 

https://doi.org/10.1093/aobpla/ply042

 

https://doi.org/10.1007/s11104-018-3641-6