Seed Germination Characteristics and Chromosome Karyotype of Different Provenances of Artemisia hedinii

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2025.06.007

Abstract

Abstract:

The botanical characteristics and germination traits of Artemisia hedinii seeds from two natural populations in Tanggula Town（TGL） and Yuegai Town（YG） of Qinghai Province were investigated， and functional traits such as morphological characteristics， seed viability， water absorption rate， and water content were determined， and the effects of constant temperature， alternating temperature， and gibberellin（GA₃） treatments on seed germination traits were studied using germination rate， germination energy， and germination index as indicators. Additionally， conventional chromosome squashing technique and karyotype analysis were employed to reveal differences in chromosome karyotype characteristics between the two populations. The results showed that A. hedinii seeds were flat and slender， with 1 000-seed mass of 0.121 2 g（YG） and 0.090 1 g（TGL）， respectively， and seeds reached water saturation after 24 hours of imbibition. Temperature was a critical factor affecting seed germination， under the optimum germination temperature （25 ℃）， the germination rate exceeded 85%； a low temperature（5 ℃） led to no seed germination， while a high temperature（35 ℃） reduced the germination rate to the values less than 72%， the appropriate temperature and GA₃treatments significantly improved germination indices. GA₃could alleviate the inhibitory effect of high temperature on germination to a certain extent but had no effect on inhibition of low temperature. The chromosome number of A. hedinii was 18， with a basic chromosome number of 9， and the karyotype formula was 2n=2x=18m， karyotype type was 1A， and chromosome was symmetrical. The chromosome length ratio， average arm ratio， and karyotype asymmetry index of the Tanggula Town population were all higher than those of the Yuegai Town population. In conclusion， temperature was an important factor regulating A. hedinii seed germination. The optimal germination temperatures for both populations were constant 25 ℃ and variable temperature 25 ℃/15 ℃， and GA₃ could effectively promote seed germination under high-temperature conditions. A. hedinii was a diploid plant with 18 stable and symmetric chromosomes， and heterogeneous environment might play a significant role in the chromosomes evolutionary direction of A. hedinii， driving the chromosome karyotype evolution in specific directions.

Key words: Artemisia hedinii, seed germination, chromosome, karyotype analysis

CLC Number:

S645.9

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Figures/Tables 9

Table 1

Fig.1

Table 2

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Table 3

Fig.3

Table 4

Fig.4

Table 5

References 44

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居群编号 Population code	温度 Temperature/℃	处理方式 Treatment method	平均发芽率 Average germination rate/%	平均发芽势 Average germination potential/%	发芽指数 Germination index
TGL	5	—	—	—	—
	15	CK1	86.00±1.15^cd	66.67±6.36^c	8.54±0.38^f
		100 mg⋅L^-1 GA₃	86.67±2.67^bcd	69.33±5.81^bc	8.81±0.44^ef
		200 mg⋅L^-1 GA₃	91.33±1.76^abc	81.33±4.67^ab	9.76±0.23^de
		800 mg⋅L^-1 GA₃	86.67±1.76^bcd	72.00±2.31^bc	8.89±0.23^ef
	25	CK2	89.33±3.06^bcd	68.67±8.33^bc	9.31±0.14^ef
		100 mg⋅L^-1 GA₃	92.67±1.76^ab	72.00±4.16^bc	10.58±0.39^cd
		200 mg⋅L^-1 GA₃	97.33±1.33^a	86.67±1.76^a	12.91±0.10^a
		800 mg⋅L^-1 GA₃	91.33±0.67^abc	74.00±3.46^abc	11.35±0.23^bc
	35	CK3	71.33±1.76^e	48.00±5.29^d	6.38±0.36^g
		100 mg⋅L^-1 GA₃	86.00±2.00^cd	62.00±1.15^c	10.42±0.24^cd
		200 mg⋅L^-1 GA₃	89.33±1.76^bcd	70.00±5.77^bc	11.65±0.48^b
		800 mg⋅L^-1 GA₃	84.67±4.06^d	68.00±6.11^bc	11.29±0.56^bc
	25/5	—	89.33±0.67^bcd	67.32±2.40^c	8.68±0.20^f
	25/15	—	90.00±2.31^bcd	71.33±1.76^bc	10.58±0.78^cd
	35/15	—	84.00±4.16^d	64.67±4.37^c	8.59±0.38^f
YG	5	—	—	—	—
	15	CK4	85.33±2.40^bc	65.33±5.46^bc	7.35±0.33^g
		100 mg⋅L^-1 GA₃	86.67±2.40^bc	66.00±2.00^bc	9.08±0.35^ed
		200 mg⋅L^-1 GA₃	88.00±2.31^abc	72.00±4.00^ab	9.71±0.61^cd
		800 mg⋅L^-1 GA₃	87.33±1.33^abc	70.00±5.77^abc	9.18±0.65^de
	25	CK5	86.67±1.76^bc	66.67±3.53^bc	8.66±0.25^de
		100 mg⋅L^-1 GA₃	90.67±0.67^ab	68.67±2.40^bc	10.55±0.16^bcd
		200 mg⋅L^-1 GA₃	93.33±1.76^a	80.67±2.91^a	11.78±0.49^a
		800 mg⋅L^-1 GA₃	89.33±1.76^abc	71.33±3.71^ab	11.28±0.42^ab
	35	CK6	69.33±5.46^d	49.33±4.06^d	6.57±0.75^g
		100 mg⋅L^-1 GA₃	84.00±1.15^c	62.67±3.71^bc	10.73±0.17^abcd
		200 mg⋅L^-1 GA₃	86.67±1.76^bc	68.67±4.67^bc	11.39±0.49^ab
		800 mg⋅L^-1 GA₃	85.33±0.67^bc	67.33±3.71^bc	11.12±0.27^abc
	25/5	—	86.00±1.15^bc	67.33±1.76^bc	8.88±0.06^de
	25/15	—	88.67±1.76^abc	68.67±0.67^bc	9.74±0.63^cde
	35/15	—	81.33±0.67^c	59.33±1.76^cd	8.41±0.09^ef

居群编号 Population code	染色体序号 Code of chromosome	长度 Length/μm	标准偏差 Standard deviation/μm	臂比 Arm ratio	类型 Type	相对长度 Relative length	相对长度系数 Relative length coefficient	长度分类 Length classification
YG	1	2.21+2.05=4.26	0.35	1.09	m	14.49	1.30	L
	2	2.01+1.84=3.85	0.32	1.10	m	13.08	1.17	M2
	3	1.86+1.74=3.60	0.31	1.07	m	12.18	1.10	M2
	4	1.77+1.64=3.41	0.29	1.08	m	11.49	1.04	M2
	5	1.70+1.55=3.25	0.28	1.09	m	10.97	0.99	M1
	6	1.61+1.49=3.10	0.26	1.08	m	10.49	0.95	M1
	7	1.52+1.39=2.91	0.24	1.10	m	9.86	0.89	M1
	8	1.40+1.32=2.72	0.23	1.07	m	9.22	0.83	M1
	9	1.29+1.12=2.41	0.20	1.14	m	8.22	0.74	S
TGL	1	2.49+2.15=4.18	0.35	1.16	m	14.35	1.29	L
	2	2.26+2.04=3.81	0.34	1.11	m	13.21	1.19	M2
	3	2.15+1.89=3.53	0.30	1.15	m	12.50	1.13	M2
	4	1.99+1.78=3.32	0.28	1.13	m	11.68	1.05	M2
	5	1.89+1.65=3.14	0.27	1.16	m	10.99	0.99	M1
	6	1.79+1.58=2.95	0.25	1.12	m	10.45	0.94	M1
	7	1.69+1.47=2.85	0.23	1.16	m	9.83	0.88	M1
	8	1.54+1.36=2.62	0.22	1.13	m	8.94	0.80	M1
	9	1.38+1.20=2.40	0.19	1.17	m	8.05	0.72	S