柞栎生殖时序与胚珠败育的多模态解析：花粉管休眠机制及资源分配策略研究

《Plant Physiology and Biochemistry》：Spatiotemporal Dynamics of Pollen Tube Dormancy and Ovule Fate in Quercus dentata: A Multimodal Study of Reproductive Strategies

本研究通过多模态显微技术系统描绘了柞栎（Quercus dentata）长达150天的有性生殖时序，首次量化了83.3%的高胚珠败育率，揭示了花粉管双阶段休眠（柱头-花柱交界处和花柱基部）、合子休眠等关键事件。结合生理指标检测（SOD、POD、CAT、MDA等），明确了败育胚珠的细胞退化、营养亏缺（可溶性蛋白、糖类、淀粉含量低）及代谢紊乱特征，为栎属植物生殖性状的"保守-分化"规律及林木种子提质增产提供了理论依据。

　　

Highlight

物候特征与适应性生殖策略

作为栎属（Fagaceae）植物，柞栎（Quercus dentata）具有相对简单的花部形态和雌雄同株系统：雄花序（下垂葇荑花序）从嫩枝腋芽萌发并与新叶同步发育，雌花序则着生于当年生枝顶端/腋部（通常每簇2-3个）。这些观察结果与先前报道的栎属花部性状保守性一致——特别是雌雄同株系统和典型花序起源在栎属中广泛存在。

结论

本研究采用整合的多尺度观察框架（形态学、组织学、细胞学和生理学方法），构建了柞栎雌蕊在授粉前后的动态发育图谱。全面表征了关键有性生殖过程，识别出柞栎生殖周期的三个核心特征：

1. 1.
   花粉管生长休眠：在柱头-花柱交界处和花柱基部出现独特的"双阶段休眠"模式，这种时空异步性可能通过调控资源分配影响胚珠命运；
2. 2.
   高频率胚珠败育：通过统计学分析揭示每子房高达83.3%的败育率，败育胚珠呈现发育阻滞、细胞退化、营养亏缺（可溶性蛋白、糖类和淀粉含量低）及抗氧化酶系统（SOD、POD、CAT）活性失衡等典型特征；
3. 3.
   合子发育可塑性：受精后合子进入休眠期（约38天），随后通过胚胎发生程序化调控最终形成成熟胚（约78天）。
   这些发现为解析栎属植物生殖策略的"保守-分化"进化机制提供了细胞学证据，并为濒危栎树种质的遗传改良与保育策略提供了关键时间窗口参照。