首页
研究院(基地)
机构设置
师资队伍
研究生教育
学术科研
党建工作
人才招聘
政策措施
新闻动态 通知公告 学术成果

您所在的当前位置: 首页 - 学术成果 - 正文

Journal of Ecology | 芦苇的种内变异:植物功能性状和表型可塑性在纬度上的渐变适应

发布日期:2020年05月23日 09:35点击次数:

导读

植物的种内变异,同时受遗传因素(如本地适应)和环境因素(如表型可塑性)的影响。植物功能性状可以直观地反映植物对环境变化的响应,具有比较强的表型可塑性,而表型可塑性本身也可以看作一种适应性性状。为揭示世界性广布种芦苇的种内变异和生态适应的来源,山东大学和奥尔胡斯大学的研究者在中国和丹麦设立了平行的芦苇同质种植园,同质园收集有全球各大洲多个芦苇谱系,部分研究成果发表于生态学权威期刊Journal of Ecology。

原文信息

正文

广布种植物在功能性状上通常都拥有很高的种内变异,这种变异可能来源于本地适应导致的遗传分化,也可能来源于表型可塑性。芦苇具有很高的种内变异,几乎是全球性分布,可以作为种内变异研究的模式物种。

本研究的芦苇样本来自7个地理谱系的71个基因型,分别在丹麦(奥尔胡斯大学)和中国(山东大学)的同质种植园里移植(图1)。研究者测量所有基因型在生长季的七个主要的植物功能性状,这些性状包括株高、单株最大生物量、密度、分节数、叶寿命、是否开花及开花时间。研究的目的是,探究遗传(地理谱系来源)、环境(同质种植园来源)及其二者交互作用对芦苇植物功能性状的种内变异的相对效应。

undefined

图1 七个芦苇谱系的地理来源与两个同质种植园的地理位置研究发现,同质种植园环境的影响在大多数芦苇植物功能性状中都是最强的。除了开花与否,其他性状在同质园之间都有较大的差异,说明表型可塑性在芦苇种内变异中起着重要的作用。研究还发现,不同芦苇谱系的表型之间存在显著的差异,说明芦苇的形态和生活史性状的种内变异也受遗传因素的影响。在两个同质园中,植物功能性状都表现出了显著的中低等程度的纬度变异模式(图2;p≤0.0054;R2≤0.57)。芦苇各性状之间的相关性关系在两个同质园中也是相似的。表型可塑性(即两个同质园之间同一基因型同一性状的相对差异程度)对于不同性状是不同的,株高和单株最大生物量随着基因型来源纬度的升高而增大(图3)。综上,研究推测地理纬度的差异影响着植物功能性状和它们的表型可塑性的进化。

表型可塑性是植物驯化和进化的重要机制,本研究支持了基于基因的适应性表型可塑性在植物进化中的作用。植物的功能性状和表型可塑性在种内的空间变异能够帮助我们预测全球气候变化背景下的物种分布、维持和入侵。

undefined

图2 基因型纬度来源对不同同质园中的芦苇植物功能性状的影响

图3 株高、单株最大生物量的表型可塑性指数与芦苇基因型来源纬度的相关性分析


(文章转自公众号“Wiley生态学”;

文章地址:https://mp.weixin.qq.com/s/zjV0GyLJNrirRu9UwZbz7A

 

作者刘乐乐 | 山东大学,博士研究生

研究方向:芦苇的谱系地理与生态适应研究、黄河三角洲湿地生态系统功能研究)