Die Temperatur ist der Hauptfaktor, der beim Aufbrechen der physischen Ruhe (PY) eine Rolle spielt. Je nach Art kann der PY-Bruch in Samen entweder in einem Schritt oder in zwei Schritten erfolgen. Der Prozess des PY-Brechens in Samen bestimmter einjähriger Arten findet in zwei Schritten statt, die durch zwei unterschiedliche Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregime gesteuert werden. Während des ersten Schritts werden PY-Samen für Behandlung(en) zur Unterbrechung der Ruhephase sensibilisiert, bleiben jedoch undurchlässig. Im zweiten Schritt werden Samen durchlässig, wenn sie den entsprechenden Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden. Das Konzept der thermischen Zeit, dh das Aussetzen einer Temperatur über einem Schwellenwert für einen bestimmten Zeitraum, wurde erfolgreich zur Bestimmung und zum Vergleich der Raten verschiedener physiologischer Ereignisse in Pflanzen und poikilothermischen Wirbellosen angewendet. Dieses Konzept wurde zur Beschreibung und Quantifizierung der physiologischen Dormanz-(PD)-Unterbrechung durch Nachreifung und einstufige PY-Unterbrechung verwendet. Das Konzept der thermischen Zeit wurde jedoch nicht zur Erklärung schrittweiser PY-Brechprozesse verwendet.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany baut ein thermisches Zeitmodell (Gradwochen) auf, um die Empfindlichkeitsinduktion quantitativ zu erklären, indem die beiden Schritte des PY-Einbruchs gesteuert werden Geranie carolinianum Samen und schlägt einen Mechanismus zur Erklärung des PY-Brechens vor, wobei der Schwerpunkt auf der Wasserspaltregion des Samens liegt. Somit fungiert die Wasserspaltregion als thermischer Sensor, der den Beginn des Herbstes erkennt.
Quantitative Analyse des thermischen Bedarfs für eine schrittweise physikalische Ruheunterbrechung in Samen der einjährigen Winterpflanze Geranium carolinianum (Geraniaceae). (2013) Annals of Botany 111 (5): 849–858. doi: 10.1093/aob/mct046
Die physische Ruhepause (PY) bei einigen einjährigen Pflanzenarten ist ein zweistufiger Prozess, der durch zwei unterschiedliche Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregime gesteuert wird. Das thermische Zeitmodell wurde verwendet, um den PY-Bruch in mehreren Arten von Fabaceae zu quantifizieren, aber nicht, um einen schrittweisen PY-Bruch zu beschreiben. Die primären Ziele dieser Studie waren die Quantifizierung des thermischen Bedarfs für die Sensitivitätsinduktion durch die Entwicklung eines thermischen Zeitmodells und das Vorschlagen eines Mechanismus für das schrittweise PY-Brechen im Winterjahrbuch Geranie carolinianum. Samen von G. carolinianum wurden unter trockenen Bedingungen bei unterschiedlichen konstanten und wechselnden Temperaturen gelagert, um Empfindlichkeit zu induzieren (Schritt I). Die Empfindlichkeitsinduktion wurde basierend auf dem thermischen Zeitansatz unter Verwendung der Gompertz-Funktion analysiert. Die Auswirkung der Temperatur auf Schritt II wurde untersucht, indem empfindliche Samen bei niedrigen Temperaturen inkubiert wurden. Rasterelektronenmikroskopie, Penetrometertechniken und verschiedene Feuchtigkeitsniveaus und Temperaturen wurden verwendet, um den Mechanismus des schrittweisen PY-Bruchs zu erklären. Die Basistemperatur (Tb) für die Empfindlichkeitsinduktion betrug 17 °C und war für alle Samenfraktionen der Population konstant. Thermische Zeit für die Sensitivitätsinduktion während Schritt I im PY-Breaking-Prozess stimmte mit dem Drei-Parameter-Gompertz-Modell überein. Stufe II (PJ-Pause) stimmte nicht mit dem thermischen Zeitkonzept überein. Die Q2-Werte für die Rate der Empfindlichkeitsinduktion und des PY-Durchbruchs lagen zwischen 10 und 2 bzw. zwischen 0 und 3. Die zum Trennen der Wasserspalt-Palisadenschicht von der Sub-Palisadenschicht erforderliche Kraft war nach der Sensitivitätsinduktion signifikant reduziert. Schritt I und Schritt II beim PY-Brechen von G. carolinianum werden durch chemische bzw. physikalische Prozesse gesteuert. Diese Studie zeigt die Machbarkeit der Anwendung des entwickelten thermischen Zeitmodells zur Vorhersage oder Manipulation der Empfindlichkeitsinduktion in Samen mit zweistufigen PY-Brechungsprozessen. Das Modell ist das erste und detaillierteste, das bisher für die Sensitivitätsinduktion in der PJ-Pause entwickelt wurde.
