近日，我院张宜辉教授联合张原野副教授课题组在国际生态学知名期刊Functional Ecology上在线发表了题为“Altered trait covariances between invasive and native ranges of a global plant invader”的研究论文，系统探究了全球性入侵植物互花米草入侵地和原产地沿纬度种群不同性状间相关性的差异及形成机制。该论文研究成果也是两位教授的研究团队继2019年在Molecular Ecology上合作发表关于互花米草快速适应进化的遗传混合机制（Qiao et al. 2019）后的进一步延伸探究，在单一性状研究基础上继续探究性状间相关性的变异格局和适应机制。
研究背景
越来越多的研究证据表明入侵种群能够快速适应新的环境，快速适应新环境的能力取决于可遗传的性状变异和性状间的相关性。然而，针对入侵种群和原产种群性状间相关性的研究仍然十分有限。此类研究不仅有助于全面解析历史因素和适应进化如何塑造外来入侵物种的入侵能力，还有助于预测未来的入侵动态。
研究结果与结论
本研究发现，低纬度同质园中的植株比在高纬度同质园中开花更早，长得更矮小，结实更少，并且植株的生长和遗传变异的表达受到了高温的限制。因此只有在高纬度同质园中，入侵地和原产地种群的首开花时间才都显示出渐变群格局，但植株高度和种子结实率只在原产地或入侵地种群中显示出渐变群格局。原产地种群的首开花时间和植株高度间存在负相关关系，但在入侵地种群中则不存在相关性；入侵地种群的首开花时间和结实率间存在负相关关系，但在原产地种群中则不存在相关性。
以上结果表明，在40年的入侵过程中，互花米草经历了对局域环境条件的快速适应。这种地理尺度的快速适应很可能得益于此前已被证实的遗传混合，这种遗传混合解除了性状间的相关性。同时该研究强调将完整地理分布范围的调查与引种历史相结合的重要性，这样的调查有助于理解入侵过程中性状进化的潜力和机制。
图2. 研究地点地图。（a）黑色实心点代表入侵地中国互花米草种群采样点，实心点左侧数字代表各地点互花米草引入时间（Qiao et al., 2019; Xu & Zhuo, 1985; Zhang et al., 2017），正方形方框代表同质种植园位置；（b）空心点代表原产地美国互花米草种群采样点，空心三角形代表最初引入中国的3个原产地种群
图3. 入侵地互花米草种群首开花时间与植株高度（a）、首开花时间与结实率（c）、植株高度与结实率（e）之间的相关性分析；原产地互花米草种群的相同性状相关性分析（b, d, f）
研究团队
该论文第一作者为我院博士后陈欣淙，我院刘文文教授为共同作者，张原野副教授和张宜辉教授为共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金项目（32025026, 31971500, 32001234, 32071485）和中央高校基础研究基金（20720210075）的资助。
论文来源
Chen, X., Liu, W., Zhang, Y.-Y., & Zhang, Y. (2023). Altered trait covariances between invasive and native ranges of a global plant invader. Functional Ecology, 00, 1–11. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14298
相关文献
1. Qiao, H., Liu, W., Zhang, Y.-Y., Zhang, Y.-H., & Li, Q. Q. (2019). Genetic admixture accelerates invasion via provisioning rapid adaptive evolution. Molecular Ecology, 28, 4012–4027. https://doi.org/10.1111/mec.15192
2. Xu, G., & Zhuo, R. (1985). Preliminary studies of introduced Spartina alterniflora Loisel in China. Journal of Nanjing University, 40, 212–225.
3. Zhang, D., Hu, Y., Liu, M., Chang, Y., Yan, X., Bu, R., Zhao, D., & Li, Z. (2017). Introduction and spread of an exotic plant, Spartina alterniflora, along coastal marshes of China. Wetlands, 37, 1181–1193. https://doi.org/10.1007/s13157-017-0950-0
文、图 | 陈欣淙
责任编辑 | 张原野
排版 | 曾鹏
