摘要：生物是否以及如何继承父母对当前环境的适应，是生物学中的一个重要议题。在植物中，种子的大小、产量和休眠等性状均受繁殖期间环境的影响，但发育中的后代是否在果实内感知温度，还是季节气候信息是从父母跨代遗传而来，仍不清楚。本研究利用跨代单核组学技术，探究了季节温度变化

生物是否以及如何继承父母对当前环境的适应，是生物学中的一个重要议题。在植物中，种子的大小、产量和休眠等性状均受繁殖期间环境的影响，但发育中的后代是否在果实内感知温度，还是季节气候信息是从父母跨代遗传而来，仍不清楚。本研究利用跨代单核组学技术，探究了季节温度变化对含有下一代发育种子的果实的影响机制。研究发现，温度感知 specifically 发生在母体果实组织中，母体通过激素ABA向合子本身的跨代流动，使后代预适应母体温度，从而影响休眠。该研究得出结论：母体可通过直接向后代传递激素来控制子代性状，并提出这是一种种群快速适应环境变化的重要机制。

在温带环境中，植物通过感知季节变化来调整发育时间，如开花和种子休眠，以优化繁殖成功率。凉爽气候通常导致种子休眠水平升高，这与脱落酸（ABA）积累有关。然而，后代是否直接感知温度，还是通过母体传递环境信息，一直是一个未解之谜。以往研究多关注表观遗传机制，但本研究提出母体通过激素运输直接调控后代种子休眠的新机制。

lhp1-6突变体在低温（16°C）下种子不休眠，而野生型（Col-0）保持休眠。

通过正反交实验证实，LHP1 在母体孢子体中表达是温度响应性休眠所必需的。

ABA 是休眠调控的关键因子：

lhp1-6种子中ABA水平显著低于野生型。

与ABA超积累突变体 cyp707a2-1杂交后，ABA水平恢复，休眠表型也恢复，说明ABA不足是休眠缺陷的主要原因。

硝酸盐信号通路参与调控：

lhp1-6突变体中硝酸盐响应基因（如PNR相关基因）显著上调，硝酸盐含量极高。

体外培养实验表明，高硝酸盐可抵消低温诱导的休眠，说明硝酸盐通过抑制ABA积累影响休眠。

单核RNA-seq揭示组织特异性响应：

硝酸盐响应和ABA合成基因主要在母体果实组织中表达，而非种子本身。

温度升高（22°C）也能激活母体组织中的硝酸盐响应基因，与 lhp1-6表型相似。

母体ABA运输至种子是休眠诱导的关键：

使用ABA生物传感器ABACUS2可视化ABA分布，发现ABA从母体维管组织向种子运输，形成浓度梯度。

外源施加ABA可恢复高温下的种子休眠， deuterated ABA（d6-ABA）实验直接证明ABA可从母体运输至种子。

母体通过ABA的跨代运输将环境温度信息传递给种子，调控其休眠行为。

这一机制不依赖于遗传或表观遗传变化，而是通过激素的直接运输实现，是一种快速的适应性策略。

该研究揭示了植物如何通过母体-后代激素通讯快速响应气候变化，为作物育种和气候适应性研究提供了新方向。

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来源：小吴讲科学