Samen sind wichtig für die Etablierung von Sämlingen, die Erneuerung von Gemeinschaften und die Wiederherstellung geschädigter Vegetation in sandigen Graslandökosystemen. Für die Samenentwicklung ist es wichtig zu verstehen, wie Temperatur- und Niederschlagsänderungen die physiologischen Eigenschaften von Wüstenpflanzensamen beeinflussen.
Forscher des Northwest Institute of Eco-Environment and Resources (NIEER) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) bestimmten die physiologischen Eigenschaften der Samen von Artemisia scoparia, Lespedeza davurica und Cleistogenes squarrosa unter Erwärmungs- und Dürrebedingungen, um die Reaktionsfähigkeit und Anpassungsmechanismen aufzudecken der drei Wüstenpflanzensamen auf Umweltveränderungen in derselben sandigen Graslandgemeinschaft.
Die Studie wurde veröffentlicht in Acta Physiologiae Plantarum am 8. Juli.
Die Forscher fanden heraus, dass der Malondialdehyd (MDA)-Gehalt der Samen von C. squarrosa am empfindlichsten auf Erwärmung reagierte, was darauf hindeutet, dass der oxidative Stress, der durch längere Hitzeeinwirkung verursacht wird, wahrscheinlich für die Schädigung der Samen von C. squarrosa verantwortlich ist.
Bei natürlichen Temperaturen und starken Dürrebedingungen stieg der Prolingehalt der drei Wüstenpflanzensamen deutlich an, was ihre Anpassung an die Hitze förderte und die erhöhte Trockenheitstoleranz der drei Wüstenpflanzensamen widerspiegelte.
Obwohl Erwärmung und Dürre eng mit dem MDA- und Prolingehalt der drei Wüstenpflanzensamen verbunden waren, hatte der kombinierte Stress aus Erwärmung und Dürre darüber hinaus keinen signifikanten Einfluss auf den MDA- und Prolingehalt der drei Wüstenpflanzensamen.
Die Ergebnisse zeigten auch, dass die Temperatur den größten Einfluss auf die physiologischen Eigenschaften der Samen von A. scoparia und C. squarrosa hatte, während die Korrelation zwischen Niederschlag und physiologischen Eigenschaften der Samen von L. davurica sehr eng war.
Basierend auf diesen Ergebnissen folgerten die Forscher, dass sich die drei Wüstenpflanzensamen an Wüstenumgebungen anpassen und durch unterschiedliche physiologische Regulationsmechanismen auf Hitze- und Trockenstress reagieren könnten.
„Diese Studie unterstützt nicht nur die Vorhersage der Klimareaktionsfähigkeit von Wüstenpflanzen, sondern erleichtert auch die Bewertung der Auswirkungen von Klimaveränderungen auf sandige Graslandökosysteme“, sagte Huang Wenda von NIEER, Erstautor der Studie.
Mehr Informationen:
Wenda Huang et al., Auswirkungen der Erwärmung und Niederschlagsreduzierung auf die physiologischen Eigenschaften der Samen dominanter Psammophyten im sandigen Land Horqin im Nordosten Chinas, Acta Physiologiae Plantarum (2023). DOI: 10.1007/s11738-023-03576-x