介绍
季节性干旱热带森林 (SDTF) 是研究最少的生物群落之一，也是世界上最濒危的生物群落之一，其 60% 的面积遭到破坏（德克斯特等人，2018）。在巴西东北部，卡廷加地区拥有最大的连续 SDTF 区域，与世界上其他 SDTF 遗迹相比，由于植物群对当地土壤和气候条件的适应，因此拥有最丰富的物种。席尔瓦等人，2017）。SDTF 原生植物（例如巴西卡廷加的植物）具有形态和生理适应能力，可以承受其生长的恶劣条件（高温和干旱），例如落叶以减少水分流失、根部有效吸收和储存水分、保护性水分等。代谢适应以应对氧化应激（苏扎等人，2010;Peguero-Pina 等人，2020）。

这些物种的种子已经发展出适应性，能够抵抗土壤、种子库甚至储存过程中的不利条件，例如对缺水、随机小降雨事件和土壤盐分的耐受性。戈麦斯等人，2019;丹塔斯等人，2020）。这些适应，例如不渗透的种皮的存在、种子和幼苗的物理和/或生理休眠以及干燥耐受性，促进了种子活力和活力的维持，因为当压力消除时，种子可以恢复和发芽。克兰纳等人，2010）。

鉴于这些热带干旱环境中遇到的环境逆境，研究非生物胁迫下种子萌发过程的生理和生化方面非常重要。里贝罗-雷斯等人，2012）。有关种子对胁迫的耐受性/脆弱性的信息对于了解这可能如何影响此类物种在未来气候情景中的生存是必要的（丹塔斯等人，2020）。当环境压力影响种子时，它们会影响所有植物的生产和繁殖，并导致生物多样性的丧失（克兰纳等人，2010）。

绒毛刺桐 (Erythrina velutina Willd)。（豆科）是一种广泛存在的树种，发现于卡廷加地区、塞拉多和大西洋森林，广泛应用于生态恢复和城市林业。此外，其木材和种子用于工艺品和药品，从而成为收入来源（苏扎等人，2016）。

气候预测预测了森林生态系统对森林砍伐和退化的脆弱性，并预测了随之而来的树木种群的消失。在热带干燥森林中，气候变化可能会加剧高温、缺水、干旱加剧、蒸发率高和土壤盐碱化等不利条件。政府间气候变化专门委员会，2023）。此外，生长季节的气候条件和收集这些种子的地区的小气候可能会影响其质量和对环境压力的耐受性（奥利维拉等人，2019;2020年）。因此，对种子胁迫的研究可以了解种子在不同环境和气候情况下的表现，从而提供有关生态适应、生物多样性和生存潜力的重要信息。

在这项研究中，我们假设E. velutina种子能够耐受其中一些胁迫（里贝罗-雷斯等人，2012;里贝罗等人，2014），根据生长季节和来源表现出不同的反应。因此，本研究旨在比较四种绒毛桉种子对渗透胁迫的脆弱性/耐受性以及在重新建立最佳发芽和生长条件后的恢复情况。尽管如此，我们还旨在预测不同种群和种质之间的发芽生态位和生存潜力，以及该物种在当前和未来气候情景下的再生。

材料与方法
植物材料和来源：E. velutina的种子是从巴西伯南布哥州 (PE) 西部三个城市不同年份的自然种群中收集的。

收获年份（2008 年、2011 年、2012 年）的气候数据是在 Embrapa 半干旱地区的 Bebedouro 自动农业气象站（西经 40° 22' 南纬 09° 09'）收集的，距离种子收获地点不超过 50 公里。 ，2015）。这些年的气温和降水量总结如下表格1。采集点的雨季为12月至次年4月，此时最低气温可达20℃，平均气温30℃。5月至11月为旱季，降雨量少（月2至20毫米）或无降雨，该季节气温可达35℃以上。E的分散和收获。velutina种子发生于七月至九月。

Willd) 的继承地点。和收获年份的天气特征。
手动去除成熟和干燥水果的种子，仅将完整的种子储存在密封聚乙烯袋（0.15 毫米厚）中，温度为 30±5°C，56±6% UR，直到实验开始（里贝罗等人，2018）。种子是正统的，干燥后仍能保持活力，在低温或室温下储存数年后仍能保持高发芽率。

我们在所有时期都遵循相同的种子收集和加工程序。实验前，用小型旋转研磨机（Western R-50）机械地划伤种子的种皮，然后将种子浸入克菌丹杀菌剂溶液（3 mg.L -1）中 2 分钟（里贝罗-雷斯等人，2012）。种子发芽率100%，壮苗率75%以上。

不同渗透势下的种子萌发：将每个种质的种子播种在用蒸馏水或氯化钠（NaCl）或聚乙二醇6000（PEG）各自的渗透溶液（高达-1.73 MPa）润湿的最芽纸上，体积为干纸重量的2.5倍（理查兹，1980;维莱拉等人，1991;巴西，2009 年）。自播种开始每2天更新一次渗透溶液和半灭菌纸，以保持各处理的渗透势稳定（里贝罗等人，2014）。将 25 颗种子分成四份，并保存在密封的聚乙烯容器中，并在 25°C 和 12 小时光照条件下保存 14 天（里贝罗等人，2014）。

发芽的种子（根部突出 2 毫米）最初每 2 小时评估一次，直到吸胀 48 小时，然后每 24 小时评估一次，直到发芽稳定（里贝罗-雷斯等人，2012）。在上述渗透溶液中发芽14天后，测定种子的耐发芽率(TG)。将每次处理的未发芽种子（没有可见的胚根）转移到用蒸馏水润湿的半灭菌的 Germitest 纸上后，评估种子恢复发芽过程的能力。将种子排列在纸卷上并在相同条件下再保存 14 天。确定恢复发芽 (RG) 的种子百分比（李等人，2010) 并添加至 TG 以获得最终发芽 (FG) 的结果。

获得耐受阈值：根据每个渗透势的发芽结果，拟合玻尔兹曼S形曲线（累积发芽×时间）以估计50％种子群体发芽所需的时间（t 50）。发芽率 (GR) 计算为该时间的倒数函数 (1/t 50 ) (科维尔等人，1986）。

对于每个种子批次，计算了在次优渗透势下发芽的水时间 (θH PEG ; MPa.d -1 ) 和卤时间 (θH NaCl ; MPa.d -1 ) (科维尔等人，1986;密封等人，2018;密封等人，2021）并在 Genstat（v. 14.2.6967；VSN International）中进行重复概率分析，改变 Ψ b值，直到获得最佳拟合（布拉德福德，1990）。

数据分析：种子的生理品质通过14天后的每日发芽数和最终发芽率（G%）、同步性（Z）（拉纳尔和桑塔纳，2006) 和种子50% 发芽的时间 (t 50 ) (丹塔斯等人，2020）。我们首先使用 Shapiro-Wilk 检验检验变量残差的正态性。Levene 检验用于确定方差的同质性。随后，广义线性模型（GLM）应用于数据。

根据不同的加入和处理因素及其相互作用计算偏差。在每次加入和处理中分析变量之间的显着差异。我们使用事后 Tukey HSD 检验以 0.05 的显着性水平对均值进行了成对比较。通过Šidák 方法调整平均值。我们使用 R 软件（R 核心团队，2020) 来执行分析。

结果
四个品种的累积种子发芽率呈现出适合所有盐度的玻尔兹曼拟合（图1 ) 除-1.73 MPa 外；因此，这些数据没有显示。将聚乙二醇 6000 (PEG) 渗透溶液高达 -0.8 MPa 的累积发芽曲线拟合到所有种质的玻尔兹曼方程 (图2）。所有种质的蒸馏水发芽曲线相似（图 1a、2a)。然而，基质中盐或 PEG 浓度的增加（渗透势降低）将种质分为两组。Jutaí 2012 和 Jutaí 2015 种质在高达 -0.86 MPa 的 NaCl 条件下仍保持高且快速的发芽率 (~100%)，而 Caboclo 2008 和 Caiçara 2011 种质则表现出类似的反应，但在较低盐浓度下累积发芽速度较低（图 1 b-f)。在 PEG 溶液中，所有种质的发芽开始较晚，并且在 -0.6 MPa 下发芽率均有所降低。在 -0.9 MPa (PEG) 下，Caiçara 2011 种子没有发芽（图 2 e)。

2008年、2011年、2012年和2015年在巴西伯南布哥州三个市收获的绒毛刺桐
种子批次 在不同渗透势下的累积发芽率。数据拟合为玻尔兹曼S形模型，作为时间的函数。种子在0 MPa的蒸馏水中（A）和-0.21 MPa的氯化钠溶液（B）中发芽；-0.43兆帕（℃）；-0.65兆帕（D）；-0.86 MPa (E) 和 -1.29 MPa (F)。种子批次：Caboclo 2008 (CAB)；凯萨拉 2011 (CAI)；Jutaí 2012 (JUT12) 和 Jutaí 2015 (JUT15)。
图2 2008年、2011年、2012年和2015年在巴西伯南布哥州三个市收获的绒毛刺桐
种子批次 在不同渗透势下的累积发芽率。数据拟合为玻尔兹曼S形模型，作为时间的函数。种子在 0 MPa 的蒸馏水中（A）和 -0.3 MPa 的 PEG 溶液（B）中发芽；-0.6兆帕（℃）；-0.7 MPa (D) 和 -0.8 MPa (E)。种子批次：Caboclo 2008 (CAB)；凯萨拉 2011 (CAI)；Jutaí 2012 (JUT12) 和 Jutaí 2015 (JUT15)。
当我们估计每种处理中 50% 的群体的发芽时间 (t 50 ) 时，我们观察到在两种渗透溶液中处理的种子的发芽速度降低。Jutaí 2012 和 Jutaí 2015 品种的t 50在所有处理中均低于其他品种（表2）。当受到较高盐浓度时，这些种质还表现出更大的发芽同步性。总体而言，当种子在-0.43 MPa NaCl条件下萌发时，所有材料的种子萌发高度同步。相反，在浓度较高的 PEG 溶液中，同步性较低（表2）。

种子批次 的种子发芽动力学特征。种子在蒸馏水和NaCl或PEG渗透溶液中发芽。t 50 = 50% 种子群体发芽的时间；Z=发芽同步性。
在渗透势高达-0.65 MPa的盐水条件下，所有种质的耐性发芽率(TG)相似且接近100%。在 -0.85 MPa 下，来自 Caboclo 2008 年种质的种子的 TG 低于其他种子。在 -1.29 MPa 时，种子的 TG 急剧降低（表3）。14天后，将种子转移至蒸馏水中，并置于 NaCl 和 PEG 渗透溶液中，种子发芽良好。这表明用渗透溶液处理时，所有种质的发芽恢复率 (RG) 超过 70%。作为例外，Jutaí 2012 年种质的种子在 -0.7 MPa 的 PEG 溶液中没有完全恢复，并且呈现出较低的 RG 和最终发芽率 (FG)（表3）。由于 PEG 和 NaCl 溶液中的 TG 在负渗透压下下降，因此在 Caiçara 2011 种子中观察到 RG 的振幅更高（分别为 71% 和 25%）。该种质的死亡种子数量较高，这反映在 RG 和 FG 的百分比较低。对于其他种质，FG 较高，在较低电位下接近对照，并且在更负电位下显着不同 (p<0.05)，无论测试的渗透物质如何（表3）。

种子在盐 (NaCl) 或聚乙二醇 (PEG 6000) 溶液中的发芽及其在蒸馏水中的回收率。
Probit 分析以及水时间和卤时间模型还使我们能够根据种质的生理品质以及对渗透和盐条件的耐受性来区分它们的发芽反应。我们观察到，在两种条件下，活力较弱的 Caboclo 2008 和 Caiçara 2011 品种的种子表现出的耐受性均低于 Jutaí 2012 和 2015 品种的种子。对于所有材料，PEG 产生的 Ψb 范围约为 -0.7 至 -1 MPa，高于 NaCl 产生的 Ψb（低于 -1.3 MPa）。关于水时间，强度较小的种质每天需要约 2.9 MPa，而强度最大的材料每天需要约 4 MPa。对于光晕时间来说，这种关系正好相反。表 4）。

绒毛刺桐种质的发芽渗透势阈值、水时间和盐时间。
讨论
吸收过程的任何障碍似乎都会主要影响细胞水合状态，从而导致代谢反应延迟。因此，研究胁迫对种子的影响将为了解物种的胁迫耐受性提供见解。水是发芽过程中至关重要的因素。在吸水过程中，种子的组织被水合，并触发为胚胎生长提供能量和营养的代谢活动（布拉德福德，1990）。

小气候和种子起源位置等因素对其活力的发展以及对干燥和与种子水合状态相关的其他胁迫的耐受性具有重要影响。此外，不同种群的个体之间、同一种群内的个体之间、甚至同一植物的不同种子之间的遗传变异都会影响本地物种的种子在发芽过程中对应激条件的反应。普里查德等人，2014;里贝罗等人，2018;奥利维拉等人，2020）。当面临压力时，种子批次会根据每颗种子的生理潜力做出反应（杜塔，2018）。本研究中，不同种源、不同贮藏时间的绒毛桉种子表现出不同的对渗透胁迫的耐受性以及对每种渗透剂、氯化钠或聚乙二醇的不同反应。因此，与 Caboclo 2008 和 Caiçara 2011 相比，Jutaí 2012 和 2015 年种质的种子陈化时间较短，对施加的压力具有最佳反应（图1-2 ;表 2 -4 ).

盐胁迫的耐受阈值比 PEG 渗透胁迫的阈值（Ψb 大于 -1.0 MPa）更宽，Ψb 较低（低于 -1.3 MPa）。对限水和盐诱导的渗透和离子应激的耐受性构成了复杂且通常相互关联的过程，涉及多种代谢途径的相互作用。从分子角度来看，干旱和盐胁迫引起的信号转导包括与离子和渗透稳态相关的信号通路、解毒反应通路（损伤控制和修复）以及生长调节通路，并影响细胞周期的激活和生长。朱, 2002）。

为了在盐或水胁迫条件下维持体内平衡，生物体利用渗透调节（或渗透调节）来平衡细胞内和细胞外空间与渗透剂和电解质的平衡，例如盐、糖、氨基酸和其他渗透活性分子。氯化钠和聚乙二醇引起的胁迫导致绒毛细毛桉种子中可溶性糖和蛋白质的减少，特别是在较高浓度下（里贝罗-雷斯等人，2012;丹塔斯等人，2014）。

然而，脯氨酸（一种有效的渗透保护剂）的细胞内浓度在盐水溶液中种子萌发过程中增加。丹塔斯等人，2014），不在 PEG 溶液中（里贝罗-雷斯等人，2012）。至于解毒反应，绒毛桉种子对 PEG 引起的渗透胁迫更敏感，因为缺水会导致活性氧 (ROS) 的积累更多。此外，在脱水的绒毛桉种子组织中，去除活性氧的系统（例如过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶）的效率较低（里贝罗等人，2014）。

考虑到E. velutina种子之前和当前的结果，水限制可以被认为是阻止发芽或随着时间的推移以较慢、不均匀的发芽速度对代谢过程产生影响的主要气候特征。然而，当周围环境的最佳发芽条件恢复时，存活的种子能够恢复胚胎组织的再水化并发芽，从而恢复由渗透剂（氯化钠和聚乙二醇）引起的水分限制的影响。在这些研究中，还应考虑种子在耐受性和胁迫后发芽方面的生理质量。对于本文测试的所有E. velutina种质，无论收获年份如何，种子都表现出最大的初始活力。在该实验中，没有渗透剂对绒毛桉种子造成有毒的永久性损害。

除了防止水进入组织外，暴露在 PEG 溶液（高达 -0.9 MPa）中 14 天的时间并未对种子造成更严重的损害或胚根突出的延迟（表3）。

另一方面，转移到蒸馏水中后的反应在各种质中是异质的，特别是那些暴露于低于-0.86 MPa电位的盐溶液的种质，其恢复发芽（RG）的结果逐渐降低。相比之下，2008 年 Caboclo 和 2015 年 Jutaí 种子的 RG 较高。种子恢复发芽的能力被认为是物种在自然环境中的重要适应性特征。胚胎组织中的水分限制被认为是胁迫减轻时种子快速发芽的关键点。例如，Cakile maritima Scop。（十字花科），地中海沿岸的一种盐生植物，当降雨降低土壤盐分时，它会迅速发芽（德贝兹等人，2018）。在他们的研究中，蛋白质组数据最好地解释了植物发芽过程中的表型可塑性。盐暴露导致种子储存储备的降解速度减慢，并导致参与多种生物过程（初级代谢、能量、应激反应、折叠和稳定性）的蛋白质显着减少。

关于渗透胁迫下发芽率的降低，正如我们在E. velutina种子的结果中所观察到的，存活种子的维持和胁迫后发芽可能是通过涉及种子中 ABA 依赖性和 ABA 独立途径的基因控制来解释的，以及不利的影响盐度对种子的影响可归因于盐引起的初始水分限制和随后的离子毒性（阿里夫等人，2020）。此外，ABA 依赖性途径中的发芽和乙烯产生减少，并且对盐胁迫的两种反应构成了柱花草（Kunth）（豆科）种子的初级能量代谢和胚胎生长潜力的聚合调节。与受到 PEG 渗透胁迫的种子相比，种子的 ABA 浓度似乎仅在响应 NaCl 渗透胁迫时增加，从而导致乙烯产量较低和恢复能力较高（席尔瓦等人，2018）。

发芽过程中渗透胁迫条件下，由于子叶中蛋白酶的抑制及其产物（氨基酸）向胚轴的易位，绒毛桉种子胚轴中细胞内可溶性蛋白和氨基酸的浓度较低。 （里贝罗-雷斯等人，2012），这可以影响这些储存蛋白的动员，可能在缓解压力后很快就会参与其中（朱, 2002）。在发芽不利的情况下，种子会使用逃逸机制或耐受性（布兰维兰等人，2011）。在某些物种中，例如E. velutina种子，种皮的抗性是一种特征，可以解释为 SDTF 干旱条件的适应机制。克兰纳等人，2010）。

本文评估的不同种质根据每种基因型的遗传变异性做出反应。一般来说，作为植物生存策略的一部分，E. velutina似乎避免在盐化和 PEG 引起的水分限制下发芽和定植。在更严格的限制下，它可能会产生渗透调节作用，并在应激后条件下通过活跃的代谢机制维持种子的活力和发芽能力。

由于卡廷加土壤的结晶形成和灌溉面积的增加，土壤盐分已成为一个主要问题，特别是在蒸散量高和温度升高的地方（西尔维拉等人，2011）。此外，气候预测表明干旱和土壤盐碱化加剧，这将导致荒漠化（政府间气候变化专门委员会，2023）。根据IPCC（国际气候变化专门委员会）第五次报告的悲观情景，年降水量最多减少40%，将导致种子发芽和幼苗初期发育所需的水源时间缩短。卡廷加种（戈麦斯等人，2019;奥利维拉等人，2019;丹塔斯等人，2020）。尽管种子对低于-1 MPa (> 15dS m -1 ) 的渗透（由 NaCl 诱导）电位具有耐受性，但在悲观的未来气候中，缺乏降雨可能会限制种子发芽和E. velutina种群的再生。这项研究证明了 Jutaí 组种子对盐分环境或缺水的耐受性和恢复能力，这可用于气候条件恶劣的退化地区的恢复/重新造林计划。

结论
生理品质、来源和储存时间影响发芽期间和应激后恢复发芽期间对渗透胁迫的反应。

渗透剂（NaCl 或 PEG）影响种子萌发和恢复最佳条件后的恢复萌发。

即使在盐胁迫下，种子仍能保持活力，并在理想条件下恢复发芽，从而构成物种在不利条件下生存的重要反应。

E. velutina种子的不透水种皮及其恢复能力具有广泛的耐受性阈值，这将使该物种能够在恶劣的气候条件下得到保护。