点成案例丨温度梯度培养箱在探究温度对植物发芽影响中的应用

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变暖的气候与受影响的种子
全球变暖是指由于人类工业化和燃烧化石燃料等活动释放了大量温室气体，这些气体进入大气层导致地球气温在过去几十年里逐渐升高的现象。全球气候变暖带来了一系列严重的环境问题：温度升高导致冰川和极地冰层融化，海平面上升，威胁到沿海地区和岛屿的生存；极端天气事件如暴雨、干旱、飓风等也频繁发生，给人类社会和生态系统带来严重的影响。此外，气候变暖还导致生态系统遭到破坏、生物多样性减少。

在全球变暖的背景下，植物多样性同样受到了严重威胁。
以种子发芽为例，种子在一定温度范围内才会发芽，当环境温度高于或低于相应阈值时则不会发芽。发芽是直接受温度调节的、植物生命周期中的“高风险阶段”。随着气温升高，许多植物种子的休眠期缩短，发芽时间提前，植物生长周期不协调，影响了生态系统的稳定性。
面对不断升高的环境温度，种子对温度的耐受性高低决定了该物种能否在已经产生变化的环境中保持稳定的种群数量。而探究温度对植物种子发芽的影响有助于预测植物对环境变化的反应，并有助于确定物种保护的先后顺序，维持生物多样性。

研究：温度对植物发芽的影响
2019年，来自捷克科学院植物研究所的研究人员探究了温度对澳大利亚西南部8种草本植物发芽的影响，以评估全球变暖背景下面临衰退风险的特有本地物种的状况。样本既有分布于全球各地的品种，也有澳大利亚的特有物种。

研究涉及到的8个物种

研究人员利用Grant GRD1R LH温度梯度培养箱同时提供的196种不同的温度组合进行实验。该培养箱中特有的“温度梯度板”提供的温度梯度比传统的培养箱更加精确，可以更准确地表征种子对不同温度场景的响应。
研究人员收集了种子的平均最适发芽温度、发芽率、发芽时间等参数，绘制了8个物种的发芽温度曲线。

研究结果

结果表明，A.manglesii和P.aristata都能在较宽的昼夜恒温和交替温度范围内发芽，展现出对昼夜温度良好的耐受性。相比之下，X.macranthum表现出对昼夜交替温度的强烈需求，昼夜温度相对恒温时发芽率较低。R.pyrethrum则更偏好于在较低的交替温度下发芽。C.tereticaulis倾向于在较低温度条件下发芽，而不论是恒温还是交替温度，高于30℃都会导致发芽失败。
这些数据展现了不同植物品种发芽的温度特性，对预测植物种子的温度响应特性和精准进行生物多样性的保护工作具有重要意义。

参考文献：Cochrane, A. (2019). Effects of temperature on germination in
eight Western Australian herbaceous species. Folia Geobotanica.
doi:10.1007/s12224-019-09335-6

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点成Grant GRD1R LH温度梯度培养箱是一种高效的双向温度梯度系统，可用于研究种子、小型植物、昆虫、微生物或任何小组件或材料对温度变化的响应。

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