沙漠苔藓 / 抗辐射 / 耐脱水 / 耐寒
图2. 齿肋赤藓在脱水-复水过程中的表型变化和生理反应
为了探究齿肋赤藓对极度脱水的耐受性，在实验室对其进行了空气干燥处理。当植株吸水饱和时呈绿色，随着水分逐渐流失变为深绿色，然后变黑。但在复水后仅需2秒，就再次变为绿色（图2A和2B）。随着脱水程度加深，相对含水量（RWC）逐渐且稳定地下降，在10分钟内损失超过40%，在40分钟内损失超过99%。脱水后的植株，在复水20秒内的RWC增加至80%以上，并在2分钟内恢复至100%（图2C）。
代表光合能力的光系统II的最佳光化学效率（Fv/Fm），随脱水程度加深而显著下降，20分钟后降低54%，40分钟后几乎降至零。在20秒的复水后，Fv/Fm迅速恢复至初始水平的65%，并在2分钟内恢复至原始水平（图2D）。在脱水过程中，叶子明显卷曲收缩，叶角变小。在复水过程中，叶子伸展并恢复原位，只需20秒（图2E）。
由此可见，齿肋赤藓植株能够承受极端脱水压力，并具备在数秒内迅速恢复生理活动的强大能力。
为了研究齿肋赤藓对长时间暴露在极低温度下的耐受性，将完全干燥（0%-2% RWC）和充分含水（100% RWC）的植株置于-80℃的超低温冰箱中3年或5年，以及在液氮储存罐中-196℃下15天或30天。随后将植株转移到沙子中，进行恢复培养，并观察其再生能力（图3A）。
如图3B所示，干燥的齿肋赤藓在低温处理后存活，并长出新枝条（图3B）。未经冷冻处理的对照，在复水后第5天的新生枝条数量约为1-2个，并在30天后达到最大值（约3个）（图3C）。
经过3年-80℃处理后，新生枝条的数量为0.22±0.15。30天恢复期结束后，最大分支数略低于对照组（2.22±0.40）（图3C）。经过5年-80℃处理后，5天恢复期结束时新生枝条数量为0.10±0.10，30天恢复期结束后最大分支数为1.90±0.18。在整个恢复期内，经过5年-80℃处理的植物新生枝条数量略低于经过3年-80℃处理的植物（图3C）。
对于伽马射线实验，完全干燥（0%-2% RWC）和充分含水（100% RWC）的齿肋赤藓样本接受了总计500至16,000Gy的辐射剂量，随后复水并转移到沙子中进行恢复培养（图4A）。
对于未经处理的对照（0Gy），在复水和恢复期后，平均新生枝条数量随着时间增长，60天恢复期结束后达到100%，每个植物的最大值为3.24±0.23个（图4B-4D）。在500和1,000Gy剂量下，7天恢复期结束后，新生枝条数量分别为2.96±0.14和2.86±0.16（图4C）。60天恢复期结束后，新生枝条数量大于对照组，分别为4.08±0.21和3.57±0.18，再生率均为100%。因此，500Gy辐射强烈促进了新枝条的再生（图4D）。
当辐射剂量升至2,000Gy时，再生延迟，直到14天恢复期结束后，才开始出现新枝条（图4B），此时平均新生枝条数量较低（0.52±0.12），但60天恢复期结束后升至2.03±0.16，再生率为90%（图4C和4D）。
在4,000Gy剂量下，苔藓样本出现了受胁迫的迹象，叶子在3天恢复期后逐渐变黄（图4B）。14天恢复期结束后，开始出现新枝条（平均0.22±0.12）；60天恢复期结束后，平均枝条数为1.20±0.15，再生率为70%（图4C和4D）。
此外，该研究还发现，在复合多重逆境的火星模拟条件下（650±30 Pa，−60°C ~20°C，95%CO2，多种UV辐射)，该种仍能存活并在恢复适宜环境后能再生出新的植株。这也是高等植物在火星模拟条件下存活的首次报道。
综上所述，该研究经过严谨的科学实验，首次系统证明了该藓能耐受自身98%以上的细胞脱水，实现“干而不死”；耐受196°C超低温速冻，实现“冻而不死”；耐受超过5000Gy伽马辐射，实现“照而不死”。这些数据是目前所报道植物可耐受特殊环境的极限，刷新了我们对极端生物环境耐受性的认知。
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