种子异型性对盐生环境的可塑性响应及适应意义

This project will reveal the adaptive strategy of a seed-heteromorphic species Suaeda corniculata, a halophyte with high soil-desalting capacity in the saline habitat. We will investigate (1) the influence of photoperiod and temperature regime on seed morph ratio, (2) the effect of soil salinity on seed-heteromorphic traits of different geographical populations, and (3) the transgenerational effect of seed heteromorphism and maternal environment on offspring traits. The primary goal of this project is to elucidate the ecological importance of seed heteromorphism in the population regeneration of S. corniculata. We will hypothesize and validate that seed-heteromorphic species may ensure the successful adaptation of plant populations in harsh saline habitats by bet-hedging strategy and maternal/transgenerational effects. Results from this project will contribute new knowledge to the ecological understanding of seed heteromorphism and life history theory of halophytes, and offer theoretical guidance for soil desalination and ecological restoration in saline areas.

本项目以具有重要土壤改良价值的盐生植物角果碱蓬为研究案例，揭示种子异型性对盐生环境的适应对策。通过研究(1)光周期和温度条件对异型种子结实比例的影响，(2)土壤盐分对不同地理种群种子异型性特征的影响，(3)种子异型性和母体环境的代际效应对子代的影响，旨在阐明种子异型性在角果碱蓬种群更新中的贡献。推测并验证种子异型性物种通过两头下注、母体效应和代际效应等策略来确保种群成功适应极端严酷的盐渍化环境。本项目取得的研究结果可以丰富和发展种子异型性的生态适应理论和植物生活史对策理论，并可为盐渍化地区土壤改良和植被恢复提供理论支撑。

本项目以具有重要土壤改良价值的盐生植物角果碱蓬为研究案例，揭示种子异型性对盐生环境的适应对策。通过研究(1)光照时长和培养温度对异型种子结实比例的影响，(2)不同地理种群角果碱蓬种子异型性特征的差异，(3)土壤盐分对不同地理种群种子异型性特征的影响，(4)种子异型性的代际效应对子代的影响，得出如下结论：(1)相较温度，光照时长可以显著影响角果碱蓬二型种子结实比例。随着光照时长缩短，棕色种子比例增加，但植株营养繁殖生物量降低。(2)角果碱蓬各地理种群的开花和结实物候在同质园实验中按照种群从北到南分布顺序排列。线性回归分析表明，各种群棕色种子比例随纬度的升高而升高，随生境年均温的升高而降低。各种群的二型种子千粒重随纬度的升高而增加。暂未发现种群的生长结实特性与土壤各营养元素含量的线性关系。(3)土壤盐分胁迫抑制了植株生长和种子产出，但是植株的繁殖分配和棕色种子结实比例随着盐分浓度的升高而增加。母体的高盐环境降低了黑色种子萌发率，而对棕色种子萌发没有影响。生长在较高土壤盐分地区的种群比生长在较低土壤盐分地区的种群植株小、繁殖分配高、棕色种子结实比例高以及黑色种子萌发率低。(4)相较于母体效应，种子异型性的代际效应主要影响的是结实比例、种子大小以及黑色种子萌发率。.本项目阐明了光照和温度条件对角果碱蓬二型种子比例的调节规律。地理种群间种子比例差异的形成，是种群与光照和温度以及土壤盐分条件等环境因素的长期区域适应的结果。本项目证实了种子异型性的代际效应的存在。本项目取得的研究结果可以丰富和发展种子异型性的生态适应理论和植物生活史对策理论，并可为盐渍化地区土壤改良和植被恢复提供理论支撑。