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

1.?板栗胚性細胞的超低溫保存

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

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2.?長穗高山櫟的低溫萌發(fā)與幼苗定居的適應性策略

研究團隊同時破譯了長穗高山櫟的生存密碼。通過對種子萌發(fā)和幼苗定居的影響因素（溫度、水勢、昆蟲損傷）的系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)這種能在5℃萌發(fā)的硬葉櫟樹展現(xiàn)出五大生存絕技：1）多胚和非頂端胚胎定位：每個種子內(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)：這種適應性通過抑制昆蟲寄生和微生物感染導致的種子死亡率，為種子帶來了生態(tài)優(yōu)勢；3）萌發(fā)速度快：快速萌發(fā)和子葉柄的快速伸長使幼苗能夠迅速穿透凋落物和土壤層，從而減少其對生物和非生物脅迫的暴露；4）營養(yǎng)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移：萌發(fā)初期，營養(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）胚軸生長受到溫度調(diào)節(jié)：胚軸生長在低溫下受到抑制，而在較高溫度下受到刺激，從而保護出土的幼苗免受寒冷和凍害。相關成果已在Forests發(fā)表。

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板栗的超低溫保存技術，為目前不能保存的瀕危植物和經(jīng)濟樹種提供了長期安全有效保存的有力工具；長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生物多樣性，也為生物技術的應用開辟了廣闊前景。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1?PVS2處理不同時間恢復培養(yǎng)1個月后，板栗胚性細胞再生情況。

圖2?昆蟲損傷水平對長穗高山櫟幼苗定居百分比（a）和幼苗生長（b-h）的影響。