《Seeds》：GIS-Derived Bioclimatic Profiles and Seed Germination Responses to Temperature in Three Protected Local Endemic Lamiaceae of Crete (Greece): Facilitating Integrated Conservation and Sustainable Utilization Strategies
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摘要翻译：本研究以希腊克里特岛三种受希腊总统令67/1981保护的局部特有植物物种为对象，即Calamintha cretica、Micromeria hispida和Teucrium cuneifolium（唇形科）。研究人员利用分布点图和GIS（地理信息系
摘要翻译：本研究以希腊克里特岛三种受希腊总统令67/1981保护的局部特有植物物种为对象，即Calamintha cretica、Micromeria hispida和Teucrium cuneifolium（唇形科）。研究人员利用分布点图和GIS（地理信息系统）中的开源地理数据库，确定了其自然栖息地所特有的生物气候条件（温度、降水），以明确成功自然种子萌发所需的条件。为促进其迁地保护，研究在光照周期为12小时光照/12小时黑暗的生长箱中，于四种不同恒温条件（10、15、20和25°C）下研究了其种子萌发情况。结果表明，其种子萌发需求表现出随温度范围变化的依赖性，反映了其对当地生态条件的适应。具体而言，C. cretica的种子在高温下表现出最高的萌发率（15°C时为96.67%，20°C时为90.00%，25°C时为93.33%）。M. hispida种子的最高萌发率（58.33%–63.33%）仅在10–20°C的温度范围内观察到，将培养温度升高至25°C导致种子萌发率显著降低（9.17%）。T. cuneifolium种子在15°C时观察到最高萌发率。在成功进行试点盆栽栽培后，本研究为未来通过不同种群样本的迁地种子保存开展保护工作铺平了道路，并可能促进其作为源自本地生物多样性库的潜在新型作物在不同经济部门中的可持续利用。
论文解读：
**一、研究背景与意义**
希腊南部拥有全球十个主要地中海生物多样性热点区域中的两个，其中克里特岛（Crete）植物区系具有极高的特有率。约35%的克里特岛局部特有植物分类群根据IUCN（国际自然保护联盟）标准被视为近危或已面临灭绝威胁。在此背景下，种子库的建立已被广泛认可为野生物种质资源迁地保护中可靠且经济有效的工具。种子萌发是植物生命周期中最关键和最脆弱的阶段之一，受光照、氧气、水分和温度等多种环境因素调控，其中温度被认为是调节种子萌发的首要环境因子。地中海气候通常有利于低海拔物种在相对较低温度（≤15°C）下萌发，但不同海拔分布的高山物种可能表现出不同的萌发行为。然而，许多受威胁的局部特有物种的种子萌发需求、分布范围和生物气候需求信息严重缺乏，阻碍了综合保护策略的制定。本研究针对三种受希腊总统令67/1981保护的克里特岛局部特有唇形科植物，即Calamintha cretica、Micromeria hispida和Teucrium cuneifolium，开展了系统的种子萌发温度响应研究。这些物种分布范围受限，兼具观赏价值、农业食品价值及药用-化妆品开发潜力。该研究发表于《Seeds》期刊。
**二、主要技术方法**
研究人员首先利用GIS（地理信息系统）技术，结合WorldClim v2.1开源地理数据库，对三种物种在克里特岛上已知的分布位点（分别对应10、13和14个原始地点的地理坐标）进行地理配准，提取1 km2栅格分辨率下的月最低温、最高温、平均温、降水量及19个生物气候变量数据。种子采集依据希腊环境与能源部每年颁发的特别许可证进行（许可证编号：YPEN/DPD/64886/2959，2020年7月6日；YPEN/DPD/5539/845，2022年2月24日；YPEN/DPD 73029/4891，2025年7月1日）。种子分类学鉴定由N. Krigas博士完成，随后保存于ELGO Dimitra农业组织植物育种与遗传资源研究所（IPBGR）种子库，获得IPEN（国际植物交换网络）入藏编号。萌发实验于2025年12月在塞萨洛尼基亚里士多德大学农学院花卉栽培实验室进行，采用温度可控生长箱（CRW-500SD Chrisagis，希腊雅典），设置10、15、20和25°C四种恒温，光周期为12小时光照/12小时黑暗。C. cretica和M. hispida每个温度使用4个重复（各15和30粒种子），T. cuneifolium使用3个重复（各15粒种子）。种子置于铺有湿润滤纸的9厘米塑料培养皿中，在滤纸下放置湿润无菌砂层以维持湿度，并使用含1.0 g·L?1Captan和0.5 g·L?1Switch的杀菌剂溶液防止真菌污染。C. cretica和M. hispida每4天计数并移除已萌发种子，持续40天；T. cuneifolium持续60天。种子萌发标准为胚根明显突破种皮。统计分析采用完全随机设计，使用Duncan检验进行均值多重比较（p≤0.05）。此外，研究人员还进行了试点盆栽栽培实验，将100粒（C. cretica和M. hispida）及50粒（T. cuneifolium）萌发种子播种于含3:1（v/v）富化细结构泥炭（TS1，Klasmann–Deilmann GmbH，德国）与珍珠岩（Perlite Hellas，希腊）混合物的多孔塑料育苗盘中，10周后移栽至含3:1（v/v）泥炭（TS2）与珍珠岩混合物的1升花盆中。
**三、研究结果**
**3.1 GIS生态特征分析**
生物气候特征分析揭示了所有研究类群清晰的地中海气候模式，表现为温和冬季和温暖至炎热夏季。T. cuneifolium分布点占据最温暖的栖息地，7月平均温度达24.05±1.27°C，8月为23.86±1.28°C；C. cretica分布点夏季平均温度略低（7月22.35±1.49°C，8月22.10±1.48°C）；M. hispida分布点显示中间值（分别为22.20±1.55°C和22.14±1.56°C）。年均温（Bio1）以T. cuneifolium分布点最高（16.11±1.39°C），其次为C. cretica（14.28±1.64°C）和M. hispida（14.07±1.64°C）。最冷月份为1月和2月，M. hispida分布点2月平均温度最低（6.82±1.56°C），T. cuneifolium分布点冬季相对温暖（1月9.03±1.49°C，2月9.15±1.47°C）。年温度范围（Bio7）在三个类群间高度相似（22.31±0.32°C至22.66±0.27°C）。最冷月最低温（Bio6）范围为M. hispida的3.89±1.66°C至T. cuneifolium的5.96±1.44°C，最热月最高温（Bio5）范围为M. hispida的26.53±1.46°C至T. cuneifolium的28.27±1.17°C。
降水方面，年降水量（Bio12）在M. hispida分布点最高（860.87±66.90mm），其次为C. cretica（788.11±85.17mm），T. cuneifolium分布点相对干燥（703.14±86.22mm）。最湿月份为12月和1月，最干月份为7月和8月，降水量均低于5mm。最干月降水量（Bio14）分别为C. cretica的3.91±1.40mm、M. hispida的3.43±1.30mm和T. cuneifolium的2.55±1.08mm。降水季节性（Bio15）在类群间变异有限（83.44±1.92至85.64±1.66）。
**3.2 萌发实验**
C. cretica种子在15、20和25°C培养温度下表现出最高萌发率（分别为98.67%、90.00%和93.33%），在这些温度下第4天观察到萌发种子，两周内完成萌发。在10°C低温下，萌发率为71.67%，第12天出现首次萌发，第24天完成。M. hispida种子在10、15和20°C下表现出最高萌发率（分别为58.33%、63.33%和59.17%），首次萌发在第8天观察到；将温度升高至25°C导致萌发率显著降低至9.17%。T. cuneifolium种子在15°C时萌发率最高（57.78%），在10°C和25°C时萌发率最低（分别为6.67%和15.56%），20°C时为37.78%。
**3.3 迁地保护**
通过CONSEND（项目编号6006427，Interreg VI-A 2021-2027希腊-塞浦路斯资助）和CON-CRETE（项目编号28047，希腊研究与创新基金会资助）项目框架下的多次植物考察，所获种子批经清理、计数、称重后保存于IPBGR、ELGO Dimitra用于长期迁地保护。目前，全球约有30%的C. cretica种子保存样本和50%的活体植物样本保存在IPBGR、ELGO Dimitra，以及全球六个国家的机构中。M. hispida和T. cuneifolium的活体样本和种子批在IPBGR的代表性分别较希腊植物园和种子库翻倍或增加近三倍。
**3.4 试点盆栽栽培**
三种物种均成功适应了温室条件下的迁地环境，表现出高存活率。C. cretica、M. hispida和T. cuneifolium的幼苗出土率分别为93%、84%和88%。移栽后三种物种均未出现萎蔫迹象，盆栽生长良好。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，本研究所获得的物种特异性种子萌发需求及幼苗成功适应所需的环境条件，为未来整合性就地与迁地保护计划提供了基础信息。GIS生物气候特征分析阐明了三种物种在年、季节和月尺度上降水格局和温度变化的差异化自然生态位。T. cuneifolium与更温暖干旱的（干热）栖息地相关，而M. hispida占据相对凉爽湿润的环境。M. hispida和T. cuneifolium在相对低温下获得最高萌发率，呈现典型的地中海温度响应模式，从其分布点10月起即存在适宜萌发温度，结合同期增多的降雨，为自然萌发创造了最佳条件。C. cretica种子在15–25°C范围内表现高萌发率（>90%），可能与其中高海拔分布有关。研究还评估了三种物种的观赏潜力和可持续开发就绪度，新数据将可持续利用可行性得分从C. cretica的69.44%提升至81.94%、M. hispida从45.83%提升至76.39%、T. cuneifolium从63.89%提升至79.17%，价值链创建的时间尺度均升级为“已经实现”。
**研究结论**：本研究首次调查了克里特岛局部特有植物C. cretica、M. hispida和T. cuneifolium野生种群自然发生的气候条件，评估了其种子萌发对受控温度的响应（其中M. hispida和T. cuneifolium为首次评估），提供了详细的种子萌发协议。研究结果可增进对野外和实验室条件下种子萌发行为的理解，促进就地与迁地保护工作，支持其在观赏-园艺或其他经济部门的可持续利用。通过弥合现有应用研究缺口，本研究展示了C. cretica、M. hispida和T. cuneifolium作为各经济部门有前景的新型作物的可行性得分和就绪时间框架的显著改善。
