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科研团队首次提出“休眠强度”概念,为理解树木休眠提供新维度 |
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暖冬里部分树木为何更易遭受冻害?需冷量相近的树种,对温度响应为何截然不同?近日,浙江农林大学森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室香榧团队,联合芬兰、荷兰、法国学者,在Cell旗下期刊《植物发展趋势》发表题为“休眠强度:一个被长期忽视的休眠关键性状”的观点论文,首次提出“休眠强度(Endodormancy Intensity, EDI)” 新性状,将休眠现象描述从传统单一“需冷量”指标拓展为“需冷量—休眠强度”二维框架,为解析树木休眠调控机制与气候响应规律提供了全新维度。
香榧树及果实。(吴家胜供图)
论文的第一作者、香榧团队张瑞教授介绍说,休眠是树木适应季节气候节律、调控开花结实与产量形成的关键生物学过程。该过程主要分为两个阶段:一是由芽内部生理状态主导、必须经过低温积累才能解除的生理休眠;二是生理休眠解除后,因外界温度不适而暂停发育的生态休眠。在长达百余年的研究中,学界始终以“打破休眠所需低温积累时长”,即需冷量(Chilling Requirement, CR) 作为衡量休眠 “深度” 的核心指标,普遍认为需冷量越高,休眠程度越深。这一指标长期作为物候研究的标准化依据,广泛应用于经济林果育种、品种区划与栽培管理。
然而,团队在亚热带树种的休眠控温实验中,发现了传统理论无法解释的现象:在5℃低温处理下,香榧与浙江楠的需冷量近乎一致,分别为31天和34天。按传统的认知,二者休眠深度应基本相当,但其实际萌发模式却截然不同。对于浙江楠,即便未经历低温处理,在适宜温度下也能近乎全部萌发,低温仅缩短萌发时长;而对于香榧,在低温积累未达临界阈值前,萌发率始终接近零,呈现典型的“全或无”萌发特征。这一研究结果表明,即使需冷量相近,不同树种的休眠对萌发的抑制力度仍可能存在巨大差异,而这一关键差异无法通过传统需冷量单一指标体现。
为定量描述这一被长期忽视的性状,研究团队结合实验数据与过程模型分析,创新性提出“休眠强度”新概念。定量分析显示,香榧休眠芽休眠强度高达0.70,属于高休眠强度类型;浙江楠休眠芽休眠强度仅0.18,属于低休眠强度类型。
该研究对沿用百余年的“休眠深度”传统概念进行了重新审视和拓展。休眠深度不再是单一标量指标,而是由需冷量量化的“时长维度”与休眠强度量化的“强度维度”共同组成的复合性状。这一二维框架成功解释了休眠研究领域长期存在的诸多“异常现象”,为休眠生理、物候建模、分子机制及气候响应研究奠定了统一的理论基础,有望推动树木休眠研究迈入精细化、定量化发展新阶段。
相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.tplants.2026.04.022
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