白菜官网彭少麟教授团队首次实验证明植物种内的风险分摊策略存在时空交互作用模式

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        生物如何应对环境不确定性是重要的生物学基础问题。植物通过提高胁迫耐受力变异和传播能力,能够分别在时间和空间上分摊胁迫导致的繁殖失败风险。理论上说,时空风险策略在可能种间存在权衡:当物种能通过种子远距离传播有效分摊空间上的风险时,则时间上的风险分摊策略可能会减弱;反之,当物种难以在空间上避免繁殖失败的风险时,则时间上的风险摊策略可能会增强。然而,在同一物种内,时间和空间的风险分摊策略是否及如何产生交互作用尚不清楚。图片

 

图1 两年三代水分处理实验设置

        彭少麟团队从水分胁迫出发,以全球广布的菊科种子二型性植物金腰箭为研究对象,构建两年三代水分处理实验,详细测定每株植物干旱胁迫与对照处理下产生的后代数量和耐旱性,首次报道了亲本干旱诱导子代种内耐旱性变异变化与子代传播能力的相关性(图1)。结果表明,经历干旱胁迫后,亲本显著提高了传播能力较弱子代的耐旱性均值或变异,这种变化能够在种群水平上得到体现,从而增强整个种群应对水分环境不确定性的适应能力(图2)。胁迫耐受力变异和种子传播能力存在较强交互作用,这可能是促进种子二型性物种广泛分布的潜在适应性进化路径,强调了种子二型性和胁迫耐受力变异对植物在多变环境下避免繁殖失败风险的重要生态意义。

图2 对于种子二型性植物金腰箭,胁迫耐受力变异和种子传播能力的交互作用可通过亲本差异化调控传播能力较弱和传播能力较强子代的耐受力来实现,最终调控种群水平的胁迫耐受力变异

        科研成果“Spatiotemporal interaction of risk-spreading strategies for a seed-dimorphic plant”近期发表于生态学经典期刊Journal of Ecology。审稿人对该研究成果给予了高度评价,认为本成果为未来亲本调控和植物胁迫适应机制研究提供了新的切入点,具有启发性。作者受编辑部邀请撰写科普博客,推广本研究成果。

        600全讯白菜官方网站已毕业博士甘倩为该论文第一作者,团队廖慧璇副教授为文章通讯作者,彭少麟教授是本研究的重要组织者和参与者。

 

论文链接:

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1365-2745.14344

 

博客链接:

https://jecologyblog.com/2024/05/27/always-put-eggs-in-two-baskets-the-wisdom-of-a-seed-dimorphic-aster-to-cope-with-environmental-uncertainty/