互花米草成“超級(jí)入侵者” 廈大科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)其遺傳進(jìn)化機(jī)制
2019-08-27 15:40:22 來(lái)源: 中國(guó)新聞網(wǎng)
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無(wú)人機(jī)航拍互花米草侵占灘涂、包圍紅樹(shù)林的情形。供圖
中新網(wǎng)廈門(mén)8月27日電 (楊伏山 李靜)廈門(mén)大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院27日披露說(shuō),該學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)新近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了惡性入侵植物互花米草侵占中國(guó)濱海濕地的遺傳進(jìn)化機(jī)制。這一研究成果有利于幫助人們進(jìn)一步了解互花米草擴(kuò)散的原因,為從源頭上治理互花米草蔓延提供了方向和思路。
生態(tài)學(xué)國(guó)際頂級(jí)雜志《分子生態(tài)學(xué)》(Molecular Ecology)在線(xiàn)發(fā)表了這一成果?;セ撞?,是一種原產(chǎn)于北美東海岸的海灘植物,其天性耐鹽耐淹、抗風(fēng)浪,種子及無(wú)性分株可隨海浪傳播。由于互花米草莖干密集粗壯、地下根莖發(fā)達(dá),能夠促進(jìn)泥沙的快速沉降和淤積。
廈大環(huán)境與生態(tài)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在野外調(diào)查互花米草生長(zhǎng)分布。供圖
1979年,中國(guó)從美國(guó)的北卡羅來(lái)納、佐治亞和佛羅里達(dá)分別引進(jìn)了高、中、低三個(gè)生態(tài)型的互花米草,用于保灘護(hù)堤、促淤造陸。試種成功后,它們被引種至福建省的羅源灣,之后又陸續(xù)推廣至其他沿海省份,為抵御臺(tái)風(fēng)、保灘護(hù)岸起到了一定作用。
然而,引種的互花米草在各地迅速繁殖擴(kuò)張成為入侵物種,威脅到當(dāng)?shù)睾0渡鷳B(tài)系統(tǒng)、影響濕地灘涂養(yǎng)殖、阻塞船道等,帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失?;セ撞菀驯涣腥肴蜃罹咄{性的100種外來(lái)生物名錄,而中國(guó)是全球受其危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。
廈大環(huán)境與生態(tài)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在美國(guó)采樣。供圖
究竟是什么力量使得互花米草搖身一變成為“超級(jí)入侵者”?由于缺乏詳細(xì)引種過(guò)程的記錄,長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)術(shù)界對(duì)互花米草的入侵機(jī)制缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。
2014年起,廈大環(huán)境與生態(tài)學(xué)院李慶順教授、張宜輝教授和張?jiān)爸斫淌诘娜Э蒲袌F(tuán)隊(duì)開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān),力圖從分子遺傳學(xué)、生態(tài)學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)等多學(xué)科角度,在互花米草的DNA序列中尋找其擴(kuò)散的“秘密”。
張宜輝說(shuō),五年多來(lái),研究團(tuán)隊(duì)采用DNA指紋技術(shù),對(duì)來(lái)自入侵地中國(guó)沿海七個(gè)省份的10個(gè)區(qū)域及原產(chǎn)地北美12個(gè)州的15個(gè)區(qū)域的250個(gè)樣本進(jìn)行了分析。最終發(fā)現(xiàn),這些入侵地植株全部是最初從美國(guó)引進(jìn)的三個(gè)生態(tài)型的雜交后代,具有顯著的雜種優(yōu)勢(shì),這也意味著互花米草的引種和擴(kuò)散發(fā)生在雜交后。
通過(guò)進(jìn)一步測(cè)量以上25個(gè)區(qū)域來(lái)源的植株性狀,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),三個(gè)基因型間的雜交還通過(guò)整合兩種不同的生長(zhǎng)能力即縱向生長(zhǎng)能力和橫向擴(kuò)張能力,從而產(chǎn)生了超強(qiáng)的基因型;正是這種新的超強(qiáng)基因型,因具有生長(zhǎng)和繁殖的優(yōu)勢(shì),而被自然選擇保留,成為互花米草惡性入侵的主要驅(qū)動(dòng)力。
廈門(mén)大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院長(zhǎng)期致力于濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)的定位研究,對(duì)互花米草的入侵動(dòng)態(tài)開(kāi)展了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),積累大量的野外觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),取得一系列研究成果。
張宜輝稱(chēng),這項(xiàng)成果還只是階段性成果。接下來(lái),研究團(tuán)隊(duì)將會(huì)以福建漳江口為研究對(duì)象,結(jié)合遙感影像技術(shù)和基因組學(xué)研究,追蹤分析互花米草入侵?jǐn)U散的動(dòng)態(tài),并深入挖掘其快速擴(kuò)張的生態(tài)機(jī)制和分子機(jī)理。(完)