近日，中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心植物生理生態(tài)學(xué)研究組副研究員劉慧和合作者，從演化分析的角度拓展了葉片經(jīng)濟(jì)性狀在全球氣候變化下的適應(yīng)方式和協(xié)同關(guān)系，揭示了氣候變化下葉片性狀及其表型可塑性（以下簡(jiǎn)稱可塑性）的演化模式。相關(guān)研究在線發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。
植物通過(guò)調(diào)節(jié)其功能性狀來(lái)適應(yīng)環(huán)境變化的能力稱為可塑性，氣候變化背景下，植物性狀可塑性對(duì)物種的適應(yīng)和生存至關(guān)重要，但性狀的可塑性是否受到植物演化的制約尚不清楚。
研究人員基于多種系統(tǒng)發(fā)育模型分析了四種環(huán)境處理（升溫、干旱、二氧化碳升高或氮添加）下共210個(gè)實(shí)驗(yàn)、434個(gè)物種的三個(gè)葉片性狀（光合速率、比葉面積和葉片氮含量）及其可塑性的數(shù)據(jù)，探討了“植物葉片性狀及其可塑性是否具有演化保守性”的科學(xué)問(wèn)題。
該研究發(fā)現(xiàn)：四種環(huán)境處理下的三個(gè)葉片性狀均具有較強(qiáng)的系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)，而它們的可塑性則不具有系統(tǒng)發(fā)育信號(hào)，表明雖然近緣物種表現(xiàn)出相似的葉片性狀，但并不能根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系預(yù)測(cè)物種在環(huán)境變化下的性狀可塑性。
同時(shí)，與傳統(tǒng)線性模型相比，系統(tǒng)發(fā)育線性模型得到的性狀相關(guān)性強(qiáng)度較弱，但相關(guān)性方向不變，從而證明協(xié)同演化的葉片性狀對(duì)環(huán)境條件改變的響應(yīng)具有一致性。因此，演化分析可以探查性狀保守的類群并預(yù)測(cè)性狀在氣候變化下的響應(yīng)關(guān)系，但性狀可塑性在不同類群間的變異主要受環(huán)境而非演化驅(qū)動(dòng)。
據(jù)介紹，植物葉片經(jīng)濟(jì)性狀是衡量植物在不同環(huán)境中適應(yīng)能力的關(guān)鍵，因此，探究葉片經(jīng)濟(jì)性狀及其可塑性的演化保守性，有助于深入理解和預(yù)測(cè)植物對(duì)氣候變化的響應(yīng)和適應(yīng)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/nph.18194
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