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生科院李新华副教授团队发现外来植物表型快速变异及物种分化

2020-12-09 来源:生命科学学院 作者:李新华 图片:

近日,澳门新葡亰平台游戏app手机 李新华副教授课题组在国际植物分类学权威期刊Phytotaxa上,发表了题为“Phytolacca americana var. huadongensis (Phytolaccaceae), a new Chinese variety with thyrsoid inflorescences”的研究论文。

该研究发现,原产美国及毗邻加拿大东南部的美洲商陆(Phytolacca americanaL.),又名垂序商陆,对我国大多数省区陆地干扰环境表现出良好的生态适应性,在经历人工栽培、归化及种群入侵一系列过程中,分布于长江以南华东地区的一些美洲商陆种群,在花序和果序形态特征上已经产生了显著的变异,即从原先的总状花序和果序,演变为聚伞圆锥状花序和果序,这些种群被命名为一个新变种,即华东商陆(Phytolacca americana var. huadongensis X.H.Li)。这是我国首次发现外来植物表型快速变异及物种分化的直接证据,研究结果对于揭示同域物种的形成机制、总状花序与聚伞圆锥花序之间的演化关系,以及研究外来入侵植物的管理策略,都具有重要的理论和实际意义。

外来植物对于引入地的种植业及经济发展都具有十分重要的意义,同时一些外来植物种类的入侵也带来了严重的环境危害和巨大经济损失。在新的环境条件下,外来植物与其原产地种群产生了生殖隔离,而与引入地的生物及非生物环境因子发生相互作用,进而导致外来植物发生快速的表型变异及进化。

美洲商陆为商陆科高大草本植物,中国已知最早的美洲商陆标本是1932年采集于山东省青岛市的Sha 648,现保存于中国科学院植物研究所标本馆。此外,清朝著名学者吴其濬于1848年编著出版的《植物名实图考》一书中,也有关于美洲商陆的绘图记载。目前,美洲商陆作为一种重要的药用植物,已经被《中华人民共和国药典》收录。同时,受到广泛引种栽培、以及鸟类对其种子的有效传播,美洲商陆归化种群在我国大多数省区普遍分布,并被我国列为外来入侵种。

 

                          原变种美洲商陆的总状果序                  新变种华东商陆的聚伞圆锥果序

美洲商陆的显著特征是具下垂或弯曲的总状花序和果序,雌蕊由10个合生心皮构成。2011年以来,研究团队在江苏、浙江、安徽和福建进行野外考察时,发现生长在向阳干扰生境中的一些美洲商陆个体,具有下垂或弯曲的聚伞圆锥花序及果序,并常与总状花序和果序混生。这种情况不仅在中国商陆属已知植物种类中未见记录,而且在原产地美国的美洲商陆种群中也不存在。通过与世界范围内商陆属有关近缘种进行比较研究,结合野外调查、标本分析及栽培观察,研究团队确认在我国长江以南的华东地区,外来种美洲商陆已经分化出一个新变种,即华东商陆。

李新华为论文第一作者和通讯作者,澳门新葡亰游戏平台资环学院尹晓明为第二作者。中国科学院植物研究所标本馆(PE)、美国纽约植物园标本馆(NY)、英国皇家植物园Kew园标本馆(K)在查阅植物标本时提供帮助和支持。研究工作得到国家自然科学基金项目和句容市生物多样性本底调查项目的资助。

校对:胡晓璐

编辑:谷雨

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