外来植物互花米草

  请你当护岸钢铁侠 为何变怪兽哥斯拉

  厦大科研团队利用DNA指纹技术发现其遗传进化机制,为治理提供方向和思路

  ▲厦大科研团队在美国采样。

  互花米草在滨海湿地形成的群落,右上角为互花米草在我国的分布及基因型情况。

  互花米草是种在海滩边的植物,40年前被引入中国,以保滩护岸、促淤造陆。不过,它后来却摇身一变,从护岸钢铁侠变成威胁生态环境的怪兽哥斯拉——厦大环境与生态学院科研团队利用指纹技术,发现恶性入侵植物为何能够“变脸”。

  最近,生态学国际定级杂志《分子生态学》(Molecular Ecology)在线发表厦大科研人员的研究,后者揭示了互花米草侵占我国滨海湿地的遗传进化机制。这项研究被认为有利于帮助人们进一步了解互花米草扩散的原因,为从源头上治理互花米草蔓延提供了方向和思路。接下来,科研团队将以福建漳江口为研究对象,追踪分析互花米草入侵扩散的动态,并深入挖掘其快速扩张的生态机制和分子机理。

  文/通  讯  员  李  静

  本报记者  佘  峥

  图/厦门大学环境与   生态学院 提供

  本为保滩护岸引进

  后迅速繁殖威胁生态环境

  互花米草是一种原产于北美东海岸的海滩植物。它天性耐盐耐淹、抗风浪,种子及无性分株可随海浪传播。由于互花米草茎干密集粗壮、地下根茎发达,能够促进泥沙的快速沉降和淤积,1979年,我国从美国引进了互花米草,用于保滩护岸、促淤造陆,福建的罗源湾等沿海地区都有种植,它为抵御台风、保滩护岸起到了一定作用。

  在厦门,大嶝和海沧都曾引种互花米草。

  然而,引种的互花米草在各地迅速繁殖扩张,成为入侵物种,威胁当地海岸生态系统、影响湿地滩涂养殖、阻塞船道等,带来了巨大的经济损失。因此,互花米草已被列入全球最具威胁性的100种外来生物名录,而中国是全球受其危害最严重的国家之一。

  采用DNA指纹技术

  发现互花米草入侵秘密

  那么,究竟是什么力量使得互花米草摇身一变成为“超级入侵者”呢?由于缺乏详细引种过程的记录,长期以来,学术界对互花米草的入侵机制仍然缺乏统一的认识。

  2014年起,厦大环境与生态学院教授李庆顺、张宜辉和助理教授张原野带领的3支科研团队开展联合攻关,力图从分子遗传学、生态学、进化生物学等多学科角度,在互花米草的DNA序列中寻找其扩散的秘密。

  据张宜辉介绍,五年多来,科研团队采用DNA指纹技术,对互花米草入侵地中国沿海7个省份的10个区域及原产地北美12个州15个区域的250个样本进行了分析。最终,他们发现,这些入侵地的植株全部是最初从美国引进的3个基因型的杂交后代,具有显著的杂种优势。这也意味着,互花米草的引种和扩散发生在杂交后。

  不过,这仅仅是互花米草入侵的开端。通过进一步测量以上25个区域的植株性状,科研团队发现,3个基因型间的杂交还整合了两种不同的生长能力,即纵向生长能力和横向扩张能力,从而产生了超强的基因型,正是这种新的超强基因型因为具有生长和繁殖的优势,而被自然选择保留,成为互花米草恶性入侵的主要驱动力。

  厦门大学环境与生态学院对互花米草的入侵动态开展了长期监测,取得了一系列研究成果。张宜辉表示,接下来,科研团队将以福建漳江口为研究对象,结合遥感影像技术和基因组学研究,追踪分析互花米草入侵扩散的动态,并深入挖掘其快速扩张的生态机制和分子机理。

  互花米草

  互花米草是一种原产于北美东海岸的海滩植物。它天性耐盐耐淹、抗风浪,种子及无性分株可随海浪传播。由于互花米草茎干密集粗壮、地下根茎发达,能够促进泥沙的快速沉降和淤积。目前已被列入全球最具威胁性的100种外来生物名录。

  文章来源:厦门日报