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中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所種子生物學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與云南大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)，在殼斗科植物超低溫保存和低溫萌發(fā)研究方面取得兩項(xiàng)重大突破：全球首次建立板栗胚性細(xì)胞超低溫保存技術(shù)體系，并破譯高山櫟極端環(huán)境生存密碼。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際知名期刊Cryobiology和Forests。

1.板栗胚性細(xì)胞的超低溫保存

研究人員首次通過(guò)對(duì)板栗未成熟的種子進(jìn)行離體誘導(dǎo)，建立板栗胚性細(xì)胞超低溫保存和體胚再生體系。胚性細(xì)胞表現(xiàn)出較高的低溫耐受性，實(shí)現(xiàn)了100%的再生率。此外，實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)揭示：超低溫保存后的胚性細(xì)胞中，與增殖相關(guān)的基因（CmWUS3）顯著下降，與分化相關(guān)的基因（CmGRF2、 CmLEC1、CmFUS3和CmAGL15）顯著升高。這暗示超低溫對(duì)細(xì)胞分化可能具有正向調(diào)控功能。這項(xiàng)研究發(fā)表于Cryobiology期刊。

2.長(zhǎng)穗高山櫟的低溫萌發(fā)與幼苗定居的適應(yīng)性策略

研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)破譯了長(zhǎng)穗高山櫟的生存密碼。通過(guò)對(duì)種子萌發(fā)和幼苗定居的影響因素（溫度、水勢(shì)、昆蟲(chóng)損傷）的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)這種能在5℃萌發(fā)的硬葉櫟樹(shù)展現(xiàn)出五大生存絕技：1）多胚和非頂端胚胎定位：每個(gè)種子內(nèi)存在多胚和非頂端定位的胚胎，確保即使在捕食后仍有一些胚胎能夠存活用于萌發(fā)；2）低溫下萌發(fā)：這種適應(yīng)性通過(guò)抑制昆蟲(chóng)寄生和微生物感染導(dǎo)致的種子死亡率，為種子帶來(lái)了生態(tài)優(yōu)勢(shì)；3）萌發(fā)速度快：快速萌發(fā)和子葉柄的快速伸長(zhǎng)使幼苗能夠迅速穿透凋落物和土壤層，從而減少其對(duì)生物和非生物脅迫的暴露；4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移：萌發(fā)初期，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從子葉快速轉(zhuǎn)移到主根，支持幼苗在低溫、脫水和捕食條件下的生存。5）胚軸生長(zhǎng)受到溫度調(diào)節(jié)：胚軸生長(zhǎng)在低溫下受到抑制，而在較高溫度下受到刺激，從而保護(hù)出土的幼苗免受寒冷和凍害。相關(guān)成果已在Forests發(fā)表。

板栗的超低溫保存技術(shù)，為目前不能保存的瀕危植物和經(jīng)濟(jì)樹(shù)種提供了長(zhǎng)期安全有效保存的有力工具；長(zhǎng)穗高山櫟的研究為理解植物如何在惡劣環(huán)境中生存提供了新的視角。這些成果不僅有助于保護(hù)生物多樣性，也為生物技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊前景。隨著全球氣候變化和生物多樣性喪失的加劇，這些研究的重要性愈發(fā)凸顯。

圖1PVS2處理不同時(shí)間恢復(fù)培養(yǎng)1個(gè)月后，板栗胚性細(xì)胞再生情況。

圖2昆蟲(chóng)損傷水平對(duì)長(zhǎng)穗高山櫟幼苗定居百分比（a）和幼苗生長(zhǎng)（b-h）的影響。

來(lái)源：種子生物學(xué)組