入侵性本土植物对生境变化的适应机制研究

Rapid spread of invasive native plants as well as invasive non-native plants have remarkably threatened to the ecosystem function and services. Now, more and more invasive native plants have be focused, we less know about how to adapt to heterogenous habitats. When conducting distribution model on invasive native plant Pedicularis kansuensis Maxim., we found that markedly variation in morphology and chloroplast DNA. In the proposed research, we study phenotypic plasticity, chromosome ploidy and (or) karyotype and genetic diversity under different habitat conditions, to analysis adaptation strategies of P. kansuensis Maxim. response to heterogenous habitats. Obtained knowledge will provide not only reference for assessment and prediction of potential risks of this species in its distribution areas, but also guidance for long-term and effective management of the invasive native plants. This research will contribute to understand the mechanisms of invasive native plant adapt to heterogenous habitats.

快速蔓延的入侵性本土植物同入侵性外来植物一样对生态系统的功能与服务造成了严重的威胁。目前，越来越多的入侵性本土植物被关注，但关于其对生境变化适应策略尚不清楚。我们在研究入侵性本土植物甘肃马先蒿分布格局的过程中，发现该种的形态及叶绿体片段都表现出较大的变异。本研究以甘肃马先蒿为研究对象，从表型、染色体以及分子三个层次分析不同居群、不同生境条件下甘肃马先蒿表型可塑性变异、染色体倍性和（或）核型差异及遗传多样性水平，对甘肃马先蒿如何应对环境变化所带来的压力进行全方位的解析。该项目有助于明确甘肃马先蒿及其他入侵性本土植物在适应不同生境条件的策略，为预测该类植物在不同分布区危害潜力并制定出科学、长效的防治措施提供理论基础。

入侵性本土植物甘肃马先蒿在新疆天山巴音布鲁克草原快速蔓延造成危害。本研究以甘肃马先蒿为研究对象，基于不同居群甘肃马先蒿在表型多样性、染色体倍性（核型）变异和遗传变异的研究，探讨了上述三个层次与其快速入侵的关系，解析其快速蔓延的策略。结果显示：甘肃马先蒿的表型变异较大，单个性状在居群间及居群内都表现出高水平的变异；部分表型性状(如叶和苞片相关性状)在蔓延居群与具蔓延倾向居群和非蔓延居群差异显著；具有对光竞争力强的性状的类群在蔓延危害居群中占主导地位；甘肃马先蒿遗传多样性水平高，基于cpDNA两个广布种在天山地区的居群中占优势，但SSR分析结果显示9个居群分组结果与蔓延趋势分组并不吻合；蔓延居群中染色体倍性和核型没有发生变异。基于上述结果推断甘肃马先蒿快速入侵蔓延与其强的表型变异能力有很大关系，但与染色体和遗传变异关系不大，其在巴音布鲁克草地快速蔓延是基于表型性状对环境的快速适应。以上工作有助于更好的了解甘肃马先蒿及其他入侵性本土植物在适应不同生境快速蔓延的策略。相关研究结果可为预测入侵性本土植物在不同分布区危害潜力并制定出科学有效的防治措施提供理论基础。