当前位置: 主页 > 综合科学 > 农林牧渔

外来植物入侵机理研究新进展

2009-02-05 01:41 中国科学院西双版纳热带植物园 PNAS 阅读 0
核心摘要: 2009年1月26日,PNAS在线发表了中科院西双版纳热带植物园等单位的研究成果,揭示了外来入侵植物紫茎泽兰通过调整氮在光合机构与细胞壁之间的分配,增强光合能力和生长速度,同时降低对专性天敌的防御能力。该研究为理解生物入侵机理提供了新视角,对入侵植物防治具有重要意义。

2009年1月26日,美国《国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了由中国科学院西双版纳热带植物园等单位共同完成的重要科研成果——《入侵植物氮向光合机构和细胞壁分配的进化权衡》。该研究揭示了外来植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵种群通过调整氮元素在光合机构与细胞壁之间的分配,从而增强光合能力和生长速度,同时降低对专性天敌的防御能力,为理解生物入侵机理提供了新视角。

在国家自然科学基金重点项目、面上项目、中国科学院重大项目和云南省应用基础计划项目等的支持下,版纳植物园生物入侵生态学研究组冯玉龙研究员与美国蒙塔纳大学、墨西哥国立自治大学和印度德里大学的科学家合作,利用同质种植园试验在版纳植物园比较研究了中国恶性外来入侵植物紫茎泽兰入侵种群(中国和印度)和原产地种群(墨西哥)叶氮向细胞壁和光合机构分配的差异,及其生理生态学后果。研究发现,入侵种群和原产地种群叶片总氮含量差异不显著,但入侵种群显著降低了叶氮向细胞壁的分配比例,而将更多氮分配到光合机构。氮向光合机构和细胞壁的分配存在权衡关系,这种权衡受单位面积叶重(LMA)的调节:入侵种群的LMA显著低于原产地种群。较低的LMA和细胞壁氮含量表明入侵种群对天敌(尤其是专性天敌)的防御能力降低。与此一致,研究还发现紫茎泽兰入侵种群叶片变小、叶片密度降低,表明其对入侵地专性天敌缺乏做出了进化响应,降低了防御投入。相反,入侵种群提高氮向光合机构的分配比例,导致更高的光合能力和光合氮利用效率,这与其强入侵性密切相关。同时,入侵种群的地茎和株高生长均快于原产地种群。

与已有研究相比,该文不仅明确了“资源”(氮)及其分配部位(光合机构和细胞壁),探讨了氮分配进化的生理生态学后果,而且对理解专性天敌和广谱天敌的作用及入侵植物的防治也有一定意义。审稿专家认为,该研究将生物入侵机理研究提升到了一个新的水平(...the research reported in this manuscript takes the investigation of mechanistic causes for invasiveness to a new level…)。

    发表评论