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在半干旱地区，种子面临的水分循环问题影响其萌发和幼苗生长。研究人员以 Sarcomphalus joazeiro 种子为对象，开展了关于水化和脱水（HD）循环的研究。结果表明，HD 循环能改善种子萌发，提高幼苗耐旱性。该研究为半干旱地区植物生长提供重要理论依据。
在广袤的巴西热带干森林 ——Caatinga 地区，气候干旱少雨，年降水量在 400 - 1200 毫米之间，而蒸发量却高达 1500 - 2000 毫米 / 年，且降水时空分布不均，干旱频繁发生。这种环境下，土壤种子库在萌发前自然面临着水化和脱水循环。对于 Sarcomphalus joazeiro 这种当地重要的植物而言，其种子存在物理休眠问题，不仅萌发缓慢，需 70 - 100 天，而且发芽率低、同步性差，即便打破休眠，幼苗在干旱条件下的表现也不佳。为解决这些问题，巴西联邦塞尔希培大学（Universidade Federal de Sergipe）等机构的研究人员开展了关于 Sarcomphalus joazeiro 种子水化和脱水（HD）循环的研究。该研究成果发表在《Discover Plants》上，为理解半干旱地区植物的生存策略提供了新视角，有助于制定更有效的植物保护和管理措施。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过测定种子的吸水和脱水曲线，确定 HD 循环的时间参数；其次，设置不同 HD 循环次数处理种子，观察其对种子萌发参数的影响；最后，将不同处理的种子培育成幼苗，在间歇性干旱条件下，监测幼苗生长指标并计算干旱耐受效率（DTE），以此评估 HD 循环对幼苗耐旱性的影响。
研究结果如下：
- HD 循环对种子萌发的影响：研究人员设置了 0、1、2、3 次 HD 循环处理种子，每个处理 5 个重复，每个重复 40 粒种子，在温室条件下进行萌发实验。结果显示，HD 循环显著改善了 Sarcomphalus joazeiro 种子的萌发参数。经过 3 次 HD 循环处理后，种子的发芽率（Germinability）相比对照组提高了 50% 以上；达到 50% 发芽率所需的时间（T50）显著缩短；种子萌发的同步性（SI）也随着 HD 循环次数的增加而提高，3 次 HD 循环处理的种子同步性指数最高。这表明 HD 循环能够有效打破种子休眠，促进种子更快、更同步地萌发。
- HD 循环对幼苗在干旱条件下生长的影响：实验选取每个 HD 循环处理后的 15 株幼苗，在温室中适应 15 天（对照组幼苗适应 30 天）后，设置每日浇水（对照）、7 天浇水一次（S7）和 14 天浇水一次（S14）三种水分处理，持续 60 天。结果发现，HD 循环和水分处理之间存在显著的交互作用。未经过 HD 循环处理的种子长成的幼苗，在 S7 和 S14 干旱处理下，植株高度、茎直径和叶片数量均显著下降；而经过 HD 循环处理的种子长成的幼苗，在干旱条件下这些生长参数并未下降，尤其是经过 3 次 HD 循环处理的幼苗表现更为明显。在生物量方面，未处理种子的幼苗在干旱条件下地上和地下生物量均减少；而经过 HD 循环处理的种子幼苗，在 14 天浇水一次的条件下，地上生物量增加，地下生物量在不同处理间无显著变化。此外，HD 循环处理的种子幼苗的干旱耐受效率（DTE）相比未处理种子的幼苗显著提高。这说明 HD 循环处理能够增强幼苗在干旱条件下的生长能力和耐旱性。
研究结论和讨论部分指出，HD 循环不仅能够打破 Sarcomphalus joazeiro 种子的物理休眠，提高种子的发芽率和同步性，还能将胁迫印记传递到幼苗阶段，增强幼苗在干旱条件下的生长和耐旱能力。这种种子水化记忆在幼苗阶段的延续，使植物在不同发育阶段更好地应对干旱胁迫，是植物适应半干旱环境的一种重要机制。该研究为半干旱地区植物的种子处理和幼苗培育提供了科学依据，有助于提高当地植物的成活率和生长质量，对于保护和恢复 Caatinga 地区的生态环境具有重要意义。同时，研究也为其他类似干旱地区的植物研究和生态修复提供了参考，有望推动相关领域的进一步发展。
