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李钧敏教授验证了中国入侵植物加拿大一枝黄花温度可塑性符合CVH假说,同时首次发现水分可塑性与经度密切相关
发布者:管理员 发布日期:2017-02-21 浏览次数:

表型可塑性在植物适应可变环境中非常重要。气候变异假说(Climatic variability hypothesis, CVH认为由于高纬度比低纬度地区具有更强的温度变异,因此,高纬度的植物种群比低纬度的植物种群具有更强的温度可塑性。但相关研究很少。据此,我们也可以推断来自于较强降雨变化幅度的植物种群会比来自于较小降雨变化幅度的植物种群具有更强的水分可塑性。但相关研究未见报道。

加拿大一枝黄花为菊科一枝黄花属多年生植物,原产北美洲,于1935年入侵中国,现在中国具有较广泛的分布。李钧敏教授与北京林业大学及德国康斯坦茨大学合作,在中国采集了7个不同纬度(不同温度变异范围)和9个不同经度(不同降雨变异范围)的加拿大一枝黄花种群。在人工气候室中开展了两个不同温度的处理(32 vs 22 ℃),在温室中开展了不同水分的处理(20~25% vs 75-80 %)。加拿大一枝黄花响应温度处理的叶片长宽比的可塑性与纬度、温度季节变异具有显著性正相关(表1、图3)。另外,响应水分处理的根冠比和水分利用效率的表型可塑性与经度显著性负相关,与降雨季节变异存在显著性正相关(表2、图4)。加拿大一枝黄花的表型可塑性的地理格局意味着其在不同气候条件下发生了快速进化,并且有利于其扩散与成功入侵。该研究验证了CVH假说,同时首次发现水分可塑性与经度密切相关。高的表型可塑性可能会加速加拿大一枝黄花在气候变异显著区域的入侵与扩散。

相关成果已发表于SCI期刊《Oecologia》(2016, 182: 755-764)。

该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划课题、浙江省钱江人才D类项目资助。

(浙江省植物进化生态学与保护重点实验室供稿)

 

           

 

 

2 加拿大一枝黄花不同纬度与经度种群及相关的气候因子变异

 

 

1 加拿大一枝黄花响应温度处理的表型可塑性

 

 

 

 

2 加拿大一枝黄花响应水分处理的表型可塑性

 

 

3 叶片长宽比表型可塑性指数与纬度、年均温和温度季节变异的相关性

 

4 根冠比和水分利于效率表型可塑性指数与经度、年降雨量和降雨季节变异相关性

 

附件1:2016 Li et al. Oecologia.pdf