昆明植物所在壳斗科胚性细胞超低温保存和种子幼苗适应性策略方面取得重要研究进展

　　 　

中国科学院昆明植物研究所种子生物学研究团队与云南大学联合攻关，在壳斗科植物保护领域取得两项重大突破：全球首次建立板栗胚性细胞超低温保存技术体系，并破译高山栎极端环境生存密码。相关成果发表于国际知名期刊Cryobiology和Forests。

1.?板栗胚性细胞的超低温保存

研究人员首次通过对板栗未成熟的种子进行离体诱导，建立板栗胚性细胞超低温保存和体胚再生体系。胚性细胞表现出较高的低温耐受性，实现了100%的再生率。此外，实时荧光定量PCR检测揭示：超低温保存后的胚性细胞中，与增殖相关的基因（CmWUS3）显著下降，与分化相关的基因（CmGRF2、?CmLEC1、CmFUS3和CmAGL15）显著升高。这暗示超低温对细胞分化可能具有正向调控功能。这项研究发表于Cryobiology期刊。

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2.?长穗高山栎的低温萌发与幼苗定居的适应性策略

研究团队同时破译了长穗高山栎的生存密码。通过对种子萌发和幼苗定居的影响因素（温度、水势、昆虫损伤）的系统分析，发现这种能在5℃萌发的硬叶栎树展现出五大生存绝技：1）多胚和非顶端胚胎定位：每个种子内存在多胚和非顶端定位的胚胎，确保即使在捕食后仍有一些胚胎能够存活用于萌发；2）低温下萌发：这种适应性通过抑制昆虫寄生和微生物感染导致的种子死亡率，为种子带来了生态优势；3）萌发速度快：快速萌发和子叶柄的快速伸长使幼苗能够迅速穿透凋落物和土壤层，从而减少其对生物和非生物胁迫的暴露；4）营养物质快速转移：萌发初期，营养物质从子叶快速转移到主根，支持幼苗在低温、脱水和捕食条件下的生存。5）胚轴生长受到温度调节：胚轴生长在低温下受到抑制，而在较高温度下受到刺激，从而保护出土的幼苗免受寒冷和冻害。相关成果已在Forests发表。

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板栗的超低温保存技术，为目前不能保存的濒危植物和经济树种提供了长期安全有效保存的有力工具；长穗高山栎的研究为理解植物如何在恶劣环境中生存提供了新的视角。这些成果不仅有助于保护生物多样性，也为生物技术的应用开辟了广阔前景。随着全球气候变化和生物多样性丧失的加剧，这些研究的重要性愈发凸显。

图1?PVS2处理不同时间恢复培养1个月后，板栗胚性细胞再生情况。

图2?昆虫损伤水平对长穗高山栎幼苗定居百分比（a）和幼苗生长（b-h）的影响。