韩国本土菊科植物种子休眠类型研究：聚焦非深度生理休眠的适应性策略

《Journal of Asia-Pacific Biodiversity》：Seed Dormancy Types in 129 Native Asteraceae from Korea: Focus on Non-deep Physiological Dormancy

本研究针对韩国本土菊科植物种子休眠特性不明的问题，对韩国国立树木园种子库保存的129种菊科植物种子开展系统性研究。通过测定种子初始萌发率、生活力（TTC染色法）及温度响应特性，首次在大规模尺度上应用结构化休眠分类体系，发现57种无休眠，其余均表现非深度生理休眠（PD），并进一步划分为6种响应类型。研究揭示了菊科植物通过冷需求型（Type 2、5）、广温型（Type 3、6）和高温型（Type 1、4）等萌发策略适应温带季节气候，为种子保育与生态修复提供了关键科学依据。

　　

在温带生态系统中，植物种子的萌发时机直接影响幼苗的存活和种群延续，而种子休眠（Seed dormancy）作为植物应对环境变化的重要适应策略，其类型和打破机制的研究对生物多样性保护具有深远意义。菊科（Asteraceae）作为被子植物中种类最丰富的家族之一，在韩国植被中占据重要地位，但关于其种子休眠类型的系统性研究仍属空白。传统上，种子休眠被划分为生理休眠（Physiological dormancy, PD）、形态休眠（Morphological dormancy）等五大类，其中非深度生理休眠（Non-deep PD）是温带植物中最常见的类型，其打破往往需要特定的环境信号（如低温层积）。然而，韩国本土菊科植物究竟以何种休眠策略适应季节分明的气候？不同属种间是否存在差异化的温度响应模式？这些问题直接关系到种子库建设、濒危物种恢复和植被重建的实践效果。

为解答上述问题，韩国国立树木园森林生物多样性研究局的Seong-Hyeon Yong、Yeon-ji Lee等研究人员开展了一项开创性工作。他们以韩国国立树木园种子库中保存的129种本土菊科植物种子为研究对象，首次在大规模尺度上应用Baskin和Baskin提出的休眠分类体系，系统解析了这些种子的休眠特性及其生态适应意义。该成果发表于《Journal of Asia-Pacific Biodiversity》，为东亚温带植物种子生物学提供了重要基准数据。

研究人员采用了几项关键技术方法：首先，通过标准萌发实验测定种子的初始萌发百分比；其次，利用氯化三苯基四氮唑（TTC）染色法快速评估种子生活力（viability）；最后，通过设置系列温度梯度（如5°C、15/6°C、20/10°C、25/15°C等）观察种子的萌发响应模式，从而区分休眠类型。所有实验材料均来源于韩国国立树木园种子库保存的本土物种样本。

种子休眠状态分类

根据初始萌发实验，129种菊科植物被划分为三类：57种为无休眠（Non-dormancy），其余72种显示不同程度的休眠特征，其中绝大多数属于非深度生理休眠（Non-deep PD）。这一结果首次证实非深度生理休眠是韩国菊科植物的主要休眠形式。

非深度生理休眠的亚型划分

根据种子在不同温度条件下的萌发响应，研究人员将具非深度生理休眠的物种进一步归入6种响应类型（Type 1–6）。Type 2和Type 5表现为“冷需求型”，即在低温或变温条件下萌发最佳；Type 3和Type 6属于“广温型”，能在较宽温度范围内萌发；而Type 1和Type 4则呈现“高温倾向型”，但在本研究中较为罕见。这些亚型反映了菊科植物在温带气候中通过调控萌发时间以避开不良季节的多样化策略。

属间与属内变异

分析显示，不同属甚至同一属内不同物种的休眠策略存在显著差异。例如，蒿属（Artemisia）和蓟属（Cirsium）部分物种偏向冷需求型休眠，而紫菀属（Aster）中则多见广温型响应。这种变异揭示了菊科植物在进化过程中形成了高度可变的休眠调控机制，以适应微环境异质性。

本研究通过结构化分类体系首次揭示韩国本土菊科植物种子休眠以非深度生理休眠为主导，并识别出6种温度响应亚型。这些亚型与季节气候变化紧密关联：冷需求型确保种子在冬季后萌发，广温型提高萌发成功率，高温型则利于春夏季萌发。该发现不仅深化了对植物生活史策略的理解，更直接支撑了种子库管理、濒危物种回归和植被恢复实践。例如，针对不同休眠类型的种子，可设计相应的层积处理或温度控制方案，提高人工萌发效率。此外，研究强调在保育生物学中需考虑种间和种内休眠变异，避免“一刀切”的管理措施。这项成果为温带植物种子生态学研究提供了新范式，也为亚太地区生物多样性保护政策制定了科学基准。