牡丹草（Gymnospermium microrrhynchum (S. Moore) Takht.）是小檗科、牡丹草属多年生
草本植物，高约30厘米。根状茎块根状，地上茎直立，草质多汁，禾秆黄色，顶生叶。叶为三出或二回三出羽状复叶，草质，小叶具柄，
叶片深裂至基部，
裂片长圆形至长圆状披针形，全缘，先端钝圆，上面绿色，背面淡绿色；总状花序顶生，单一，具花，花序梗纤细，
苞片宽卵形，花淡黄色；
萼片倒卵形，先端钝圆；花瓣蜜腺状，先端平截；雌蕊基部具短柄或近无柄，子房卵形，花柱极短，柱头平截。蒴果扁球形，4-5月开花，5-6月结果。
多年生草本，高约30厘米。
根状茎块根状，直径约2厘米；地上茎直立，草质多汁，禾秆黄色，顶生1叶。叶为三出或二回三出羽状复叶，草质，小叶具柄，长约2厘米，叶片3深裂至基部，裂片长圆形至长圆状披针形，长3-4厘米，全缘，先端钝圆，上面绿色，背面淡绿色；托叶大，2片，先端2-3浅裂。总状花序顶生，单一，具花5-10朵，
花序梗长约8厘米；花梗纤细，下部花梗长2-2.5厘米，上部花梗较短；苞片宽卵形，长约5毫米，宽约6毫米；花淡黄色；萼片5-6，倒卵形，长约5毫米，宽约3毫米，先端钝圆；花瓣6，蜜腺状，长约3毫米，先端平截；雄蕊6，长约4毫米；
雌蕊基部具短柄或近无柄，子房卵形，胚珠2-3枚，花柱极短，柱头平截。蒴果扁球形，直径约6毫米，5瓣裂至中部。种子通常2枚，压扁。花期4-5月，果期5-6月。
牡丹草是中国长白山区林下早春草本植物层片的重要组成之一，是典型的早春类短命植物，4月初积雪融化时牡丹草顶冰萌发，生长发育迅速，萌发后第二天便可开花，花期长约1个月，5月末6月初，林冠层郁闭时植株地上部分即行枯萎，以发达的块茎度过漫长的夏眠和冬眠期。年生活周期40-60天。 牡丹草从顶花破土到雪融开花，说明该植物在夏眠期并未真正休眠，而是在完成地下芽的形态建成。
牡丹草植物是早春类短命植物，具有早春融雪后萌芽、开花、林冠层郁闭后枯萎死亡的生活史特性。由于特殊的生活周期导致牡丹草种子发育时林冠层树木已经开始展叶，林下光照减弱，果序上多数果实发育不良而空瘪，种子数量稀少、大小不一，存在后熟现象，休眠类型为上胚轴休眠。低温处理、赤霉素处理、赤霉素与低温处理结合均可在一定程度上打破牡丹草种子上胚轴休眠，其中低温处理35天结合300毫克/升，赤霉素溶液浸泡24小时解除效果最好。
采集牡丹草种子，将牡丹草种子与湿沙（种子:沙子=1:3）混合均匀，湿度约40%，进行层积处理。低温4 ℃结合赤霉素（300 毫克/升）处理。然后将种子种于营养钵中，6月牡丹草种子刚脱离时种胚发育仅为球形期，经自然层积后25天左右发育为心形期，33天后发育为鱼雷期，再经65天发育为子叶期，子叶期后种胚生长迅速，仅13天左右种胚长度可达种子长度的1/2，再经5天胚根露出萌发孔。整个形态后熟过程历经4个月左右。
牡丹草顶冰萌发，生长发育迅速，萌发后第二天便可开花，花期长约1个月，花序大、色彩艳丽，具有一定的观赏价值。牡丹草其生育周期能很好地衔接生态系统的能量流和物质流，具有十分重要的生态功能，是研究植物生态适应的理想材料。