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武漢植物園在外來入侵植物防御進(jìn)化的研究中取得新進(jìn)展
入侵植物往往逃逸了原產(chǎn)地的專食性天敵，但仍會(huì)在入侵地遭遇廣食性天敵。防御轉(zhuǎn)移假說認(rèn)為入侵植物在入侵地會(huì)降低對(duì)專食性天敵的防御，增強(qiáng)對(duì)廣食性天敵的防御。植物的適應(yīng)性進(jìn)化往往受到選擇壓力及其持續(xù)時(shí)間的影響。然而，入侵時(shí)間(引入時(shí)間)和入侵地專食性天敵的引入(生物防治)如何影響入侵植物防御策略的適應(yīng)性進(jìn)化還知之甚少。
中國科學(xué)院武漢植物園入侵生態(tài)學(xué)學(xué)科組通過meta分析，對(duì)70個(gè)研究中35個(gè)入侵植物的防御策略進(jìn)行了定量研究。同時(shí)，根據(jù)入侵時(shí)間(大于150年和小于150年)和生物防治(有專食性昆蟲取食和無專食性昆蟲取食)將35個(gè)入侵植物進(jìn)行劃分，以此探究了入侵時(shí)間和專食性昆蟲引入對(duì)防御策略適應(yīng)性進(jìn)化的影響。研究發(fā)現(xiàn)，入侵時(shí)間和專食性昆蟲引入均可以影響入侵植物防御策略的適應(yīng)性進(jìn)化。當(dāng)排除入侵時(shí)間短的入侵植物和被專食性昆蟲取食的入侵植物后，入侵植物降低了對(duì)專食性昆蟲的抗性，但對(duì)廣食性昆蟲的抗性沒有發(fā)生改變。入侵植物對(duì)兩種植食性昆蟲取食的耐受性均增強(qiáng)。本研究明確了在長期(入侵時(shí)間長)穩(wěn)定(無專食性天敵)的選擇壓力下入侵植物防御策略適應(yīng)性進(jìn)化的方向。此外，本研究有助于理解入侵植物的入侵機(jī)制，同時(shí)對(duì)提高入侵植物生物防治效率具有重要意義。
相關(guān)研究成果以 Specialist reassociation and residence time modulate the evolution of defense in invasive plants: A meta-analysis 為題，發(fā)表于生態(tài)學(xué)領(lǐng)域期刊 Ecology 上。入侵生態(tài)學(xué)學(xué)科組博士生易佳慧為論文的第一作者，黃偉研究員為論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接
圖1 入侵時(shí)間和專食性昆蟲引入對(duì)入侵植物防御策略適應(yīng)性進(jìn)化的影響
圖2 入侵時(shí)間長且沒有專食性昆蟲的影響時(shí)入侵植物防御策略適應(yīng)性進(jìn)化的方向
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