世界首例用基因組研究揭示入侵物種為何能成功入侵

外來入侵物種會引發(fā)全球生物多樣性危機，其中一些物種，如豚草 (Ambrosia artemisiifolia)，甚至?xí)p害我們的健康。這個原產(chǎn)于北美洲的外來入侵物種，于1935年在中國發(fā)現(xiàn)，分布于東北、華北、華中和華東等地，是一種惡性雜草，已列入我國外來入侵物種第一批名單。近日，中國生物多樣性保護與綠色發(fā)展基金會（中國綠發(fā)會、綠會）從國際期刊獲悉關(guān)于使用基因組研究揭示入侵物種為何能成功入侵的研究，現(xiàn)編譯如下，供感興趣的讀者參考。

此前，科學(xué)家們一直無法確定到底是什么原因讓豚草這種特殊的外來入侵物種能如此成功的入侵。

但近日發(fā)表于《科學(xué)-進展》的一項研究對此入侵植物的基因組學(xué)進行了概述，闡明了為什么豚草的侵略性如此強大。

圖源: Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo5115

研究人員收集了迄今為止最大規(guī)模的歷史植物基因組序列，包括來自兩大洲和 190多年的植物基因組序列，來研究世界上最嚴重的植物入侵物種之一，豚草的樣本。

研究的共同作者，莫納什大學(xué)（Monash University）生物科學(xué)學(xué)院的凱瑟琳·霍金斯（Kathryn Hodgins）博士說：“這項研究是獨一無二的，因為研究團隊通過在前所未有的時空尺度上跟蹤微生物和植物的DNA，調(diào)查了微生物群落對入侵植物之所以成功入侵的影響?！?/p>

“我們選擇專注于豚草，因為它是一種入侵非常成功的有毒雜草，原產(chǎn)于北美洲，在全球范圍內(nèi)擴張了約200年，”霍金斯博士說，“它是在歐洲排名第12位的最嚴重的外來入侵植物，由于其產(chǎn)生大量高度致敏的風(fēng)傳花粉，因此對經(jīng)濟和公共健康的負面影響越來越大?！?/p>

豚草已成為歐洲的巨大公害，在澳大利亞也被發(fā)現(xiàn)。這項研究將對它基因變化、以及是否應(yīng)該擔(dān)心它在未來會隨著氣候變化而演變進行研究。

普通豚草原產(chǎn)于北美溫帶地區(qū)，但在1800年代通過進口種子和受污染的動物飼料被引入歐洲。近年來，它已經(jīng)迅速擴張。

許多外來生物因無法適應(yīng)新環(huán)境，在其對本土環(huán)境造成傷害之前就死亡了。為什么豚草會茁壯成長？答案就在其DNA中。

研究小組分析了655個豚草標本，其中308個來自植物標本館，有些標本已經(jīng)有 190年的歷史。這些標本給科學(xué)家提供了資料，能夠追蹤豚草在歐洲的進化歷史，同時幫助科學(xué)家了解了目前豚草大規(guī)模傳播的情況。

霍金斯博士說：“我們發(fā)現(xiàn)，豚草到達歐洲后，它基因里參與防御敵人的基因進化得最多，從而幫助自己蓬勃發(fā)展。感染植物物種的細菌也發(fā)生了變化。豚草不會再感染北美的致病病原體，這可能有助于解釋其在歐洲的成功入侵?！?/p>

“我們的研究強調(diào)，多種因素促進了豚草的成功入侵。其他入侵物種也可能如此。”

原文參看：
https://phys.org/news/2022-08-world-genomic-invasive-species-successful.html

編譯：Sara
審核：Daisy

編輯：Pierre