短命種子(short-lived seeds)是指在適宜的保存條件下，壽命不超過3年的種子。這一類型種子常見于狹義楊柳科、榆科等早春成熟種子及高海拔高濕環(huán)境生長(zhǎng)植物的種子，約占種子植物種數(shù)的15%。探索一套適合保存這些短命種子的技術(shù)方法對(duì)于種質(zhì)資源的長(zhǎng)期保存尤為重要。

狹義楊柳科有620多種物種，廣泛分布于歐亞、北美高海拔及寒帶地區(qū)，既是重要造林樹種，也是江河岸帶生態(tài)系統(tǒng)的“關(guān)鍵種”。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所通過優(yōu)化種子采集時(shí)間、種子清理方法等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)突破，極大延長(zhǎng)了楊屬和柳屬物種種子的保存時(shí)間，先后獲得4項(xiàng)發(fā)明專利。通過與國(guó)內(nèi)其他機(jī)構(gòu)的合作，收集保存楊柳科、檉柳科等458種1249份短命種子，極大提升了種質(zhì)資源庫(kù)該類物種的保存能力和效率。

對(duì)楊屬種子的收集保存研究發(fā)現(xiàn)，來自溫暖濕潤(rùn)環(huán)境的楊屬植物種子，較來自寒冷干燥區(qū)域的種子壽命更長(zhǎng)。為了進(jìn)一步從分子水平解釋種子壽命差異的機(jī)制，科研人員在轉(zhuǎn)錄組水平比較了長(zhǎng)壽命的山楊(Populus davidiana)與較短壽命的胡楊(Populus euphratica)的種子后熟相關(guān)基因以及氧化脅迫相關(guān)的基因的差異，發(fā)現(xiàn)楊屬植物的種子壽命與種子后熟相關(guān)基因之間存在高度相關(guān)性，比如60%的熱激蛋白(HSP)和 67% 的胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白(LEA)基因在山楊種子中的表達(dá)量更高，而70%的WRKY轉(zhuǎn)錄因子在胡楊種子中的表達(dá)量顯著更高。對(duì)于這兩個(gè)物種而言，與氧化應(yīng)激相關(guān)的基因可能是導(dǎo)致其在干燥玻璃態(tài)下種子壽命差異的最重要因素。

相關(guān)研究以Environmental Factors, Developmental Genes and Oxidative Stress Determine Inter-Species Variability in Seed Longevity in Salicaceae為題發(fā)表在國(guó)際期刊Plants上。

以上研究得到云南省重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃(202101BC070003)、國(guó)家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)(2021FY100200)和中國(guó)科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)人才等項(xiàng)目資助。

胡楊(Populus euphratica)和山楊(Populus davidiana)種子老化過程中，差異基因比較及GO富集分析。