火是重要的生态因子，深刻影响着森林、草原等陆地生态系统的结构和功能。植物燃烧产生的高温热激（heat shock）和烟雾（aerosol smoke）在种子萌发过程中发挥着关键作用。准确识别火烧信号（fire cues）与种子休眠类型之间复杂关系的差异，是理解火烧信号如何影响种子萌发机制的主要挑战。通常认为，热激主要解除种子的物理休眠，而烟雾主要解除生理休眠；但是在少数情况下，热激也被证明能够促进具有生理休眠的种子萌发，但是热激解除生理休眠的潜在机制仍不清楚。

全球气候变化和人类活动加剧了火烧事件发生的风险。与热带稀树草原、地中海气候区等火烧生态系统（fire-prone ecosystem）相比，关于火信号解除种子休眠的研究在非火烧生态系统（non-fire-prone ecosystem）中研究不足。松嫩草地位于我国典型的农牧交错带，兼具自然火与农田火属性的火灾风险区。我们前期研究表明，烟雾和热激均能解除松嫩草地典型盐生植物碱蓬（Suaeda glauca）种子的生理休眠，这一发现使碱蓬成为探究火信号影响种子萌发作用机制的理想模型植物。

近期，盐碱地资源与利用学科组的研究人员以盐生植物碱蓬种子为研究对象，探究了烟雾、热激及其交互作用对碱蓬种子萌发的影响。结果发现：无论是热激还是烟雾，信号强度（如温度、时间）对碱蓬种子萌发具有显著影响，在碱蓬休眠解除过程中，信号强度比信号间的相互作用更为关键；与预期不同，热激和烟雾两种信号的组合处理，并未对种子萌发产生显著的协同促进效应（图1）。对内源激素测定结果表明，热激显著降低了种子种脱落酸（ABA）水平及其与赤霉素（GAs）的比值，表明热激可以通过调控内源激素的平衡，从而有效解除了碱蓬种子的生理休眠（图2）。本研究推动了对火信号解除种子休眠机制的理解，该研究首次从内源激素调控角度，提出并证实了热激解除生理休眠的一种新机制，为火后生境下碱蓬等盐生植物种群的更新和恢复提供了新的理论依据。

图1 热和烟对碱蓬种子萌发的影响

图2热和烟对碱蓬种子内源激素的影响

该研究成果发表在国际期刊BMC Plant Biology上，东北地理所博士研究生李绍阳为论文第一作者，马红媛研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学联合基金（U23A2004）和中国科学院东北地理所创新团队（2023CXTD02）等项目的共同资助。

论文信息：Li SY,Ma HY,Qi WW,Zhao D. Mechanisms of heat shock-induced germination in Suaeda glauca (Bunge) bunge: insights from endogenous hormonal regulation. BMC Plant Biology,2025, 25: 1437.

文章链接：https://doi.org/10.1186/s12870-025-07470-1