為了應(yīng)對(duì)不斷變化的環(huán)境，植物演化出各種策略，如適應(yīng)性策略(通過(guò)改變基因型)，生態(tài)策略(通過(guò)表型可塑性)和資源分配策略(通過(guò)改變防御與生長(zhǎng)/繁殖資源的分配)。這些策略使植物能夠適應(yīng)不同地理范圍內(nèi)的生物和非生物脅迫。為了應(yīng)對(duì)原產(chǎn)地和入侵地之間以及緯度梯度上變化的生物和非生物脅迫，入侵植物可能會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)分配不同的次生代謝產(chǎn)物以促進(jìn)其入侵成功。目前，入侵植物對(duì)草食動(dòng)物的化學(xué)響應(yīng)和對(duì)非生物環(huán)境的化學(xué)響應(yīng)是否關(guān)聯(lián)以及如何關(guān)聯(lián)，尚不清楚。
中國(guó)科學(xué)院武漢植物園入侵生態(tài)學(xué)學(xué)科組博士生肖轢在研究員丁建清的指導(dǎo)下，在原產(chǎn)地(中國(guó))和入侵地(美國(guó))的緯度上對(duì)入侵植物烏桕(Triadica sebifera)面臨的生物(昆蟲(chóng)取食)和非生物(氣候、太陽(yáng)輻射)因素進(jìn)行調(diào)查與提取分析，并采集葉片樣品分析植物次生代謝(單寧和類(lèi)黃酮)在原產(chǎn)地和入侵地的緯度梯度格局;對(duì)以往的同質(zhì)園實(shí)驗(yàn)中烏桕次生代謝產(chǎn)物(單寧和類(lèi)黃酮)結(jié)果的Meta分析，探索入侵植物對(duì)不同環(huán)境變化的響應(yīng)策略。
研究表明，原產(chǎn)地烏桕葉片單寧濃度和昆蟲(chóng)(咀嚼式，刺吸式)的取食壓力要高于入侵地。單寧與類(lèi)黃酮的分配在原產(chǎn)地隨緯度降低，而在入侵地沒(méi)有緯度梯度變化。對(duì)以往發(fā)表的同質(zhì)園實(shí)驗(yàn)中烏桕次生代謝物數(shù)據(jù)的分析表明，遺傳差異會(huì)導(dǎo)致原產(chǎn)地和入侵地之間的化學(xué)濃度差異。野外數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明，在原產(chǎn)地中國(guó)，烏桕次生代謝產(chǎn)物的緯度模式主要是對(duì)生物因子的表型可塑性響應(yīng)，而在入侵地美國(guó)，次生代謝產(chǎn)物的緯度變化主要是對(duì)非生物環(huán)境的表型可塑性響應(yīng)。
該研究揭示了入侵植物可以調(diào)節(jié)其次生代謝產(chǎn)物的分配，減少用于防御生物壓力的化學(xué)物質(zhì)，增加用于防御非生物脅迫的化學(xué)物質(zhì)，從而促進(jìn)其成功入侵。這些發(fā)現(xiàn)加深了對(duì)于入侵植物如何權(quán)衡不同次生化學(xué)反應(yīng)來(lái)適應(yīng)大的生物地理尺度上異質(zhì)環(huán)境的理解。
相關(guān)研究成果以Chemical responses of an invasive plant to herbivory and abiotic environments reveal a novel invasion mechanism為題，發(fā)表在Science of the Total Environment上，武漢植物園為第一作者單位。研究工作受到國(guó)家重點(diǎn)研究發(fā)展計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、的支持。
關(guān)鍵詞： 武漢植物園
營(yíng)業(yè)執(zhí)照公示信息