羊草为典型的赖草属长根茎型无性系植物，是欧亚大陆草原区东部草甸草原主要的建群种和优势种，在我国东北松嫩草甸草原广泛分布。羊草具有耐盐碱、耐干旱、耐贫瘠等特性，生态适应性广；羊草草原是优良的放牧场和打草场，羊草具有适口性好、营养价值高、产量高等优点，被誉为禾本科牧草之王，是牧区畜牧业发展的十分重要和宝贵的资源，在盐碱地生态治理及饲草产业发展中均具有重要的意义。

    东北松嫩平原是我国苏打盐碱地的集中分布区，土壤pH值高（9-11）、水势低、质地黏重、透水性较差，土壤中的CO₃^2-和HCO^3-离子是最主要的胁迫因素。随着全球气候变化和人类活动加剧，松嫩草甸草原退化严重，90%的羊草草原发生了不同程度的退化，表现为草原面积大幅度减少，羊草高度大幅度降低，产草量急剧下降，严重制约了羊草在盐碱地生态修复及畜牧业发展中的应用。

    研究团队经过四年的控制实验，对比分析了种植2-4年（Y₂-Y₄）的羊草营养繁殖与有性繁殖状况，并基于不同种植年份羊草植株所产生的种子，进行种子萌发耐碱性评价，探讨了羊草种子萌发耐碱性的年际变化。通过对比羊草营养繁殖与有性繁殖的结果发现，营养繁殖使羊草植株密度逐渐升高，密度的变化会导致羊草繁殖策略发生变化；在高密度的情况下，羊草将更多的资源分配到有性繁殖上，以便于种子传播从而躲避有限的生存空间。同时，随着种植年份的增加，羊草结实率下降，种子重量显著增加，结实率与种子重量之间有重要的权衡关系，植物对种子的资源分配体现在种子的数量、大小以及重量上，而不同的资源分配策略是对所处环境的一种适应。Y₂植株的结实率较高，每穗实粒数较多，而Y4植株的种子千粒重较高。对于Y₄植物产生的较重种子，碱胁迫（25mM Na₂CO₃）对种子萌发的影响不显著。该研究表明在有限的空间内，不同种植年份羊草种子产量构成因素存在显著差异，在连续种植年份产生的种子中，观察到羊草种子萌发的耐碱性增强，该成果将会为未来羊草人工草地建植及耐盐碱羊草新品种培育等方面研究提供理论依据。

图1实验设计示意图

表1 羊草种子产量构成因素的年际变化

图2羊草种子产量构成的年际变化（左）；碱胁迫下不同种植年份羊草种子萌发率（右）

    相关成果近期发表在植物科学领域重要期刊BMC Plant Biology，中国科学院东北地理所博士后赵丹丹为论文第一作者，马红媛研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金联合基金（U23A2004）、中国科学院A类战略先导科技专项（XDA28110300）、国家重点研发项目（2022YFF1300601）及中国科学院创新团队项目（2023CXTD02）的资助。

    论文信息：Zhao,D.,Ma,H.,Li,S. et al. Seed germination demonstrates inter-annual variations in alkaline tolerance: a case study in perennial Leymus chinensis. BMC Plant Biol24,397 (2024).

    论文链接：https://doi.org/10.1186/s12870-024-05112-6