1月17日，《自然·通訊（Nature Communication）》在線發(fā)表基因組所萬(wàn)方浩,、錢萬(wàn)強(qiáng)和樊偉團(tuán)隊(duì)關(guān)于重要入侵植物薇甘菊（Mikania micranth）的研究成果,，從多個(gè)角度揭示了薇甘菊在全球入侵過(guò)程中的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化和快速生長(zhǎng)的分子機(jī)制。該成果由基因組所主持,，聯(lián)合華南師范大學(xué),、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、深圳市仙湖植物園等單位共同完成，為有效防治和管控薇甘菊進(jìn)一步入侵提供了理論依據(jù),。

　　薇甘菊,，名字甜美、模樣清新,?？墒獠恢鼌s是外來(lái)入侵的“瘋狂”植物殺手,，又叫“一分鐘一英里雜草”,，生長(zhǎng)速度快，以“死亡纏繞”為殺手锏,，可匍匐變身“地毯”,，也可順藤蔓形成覆蓋，給其他植物和生態(tài)造成危害,。薇甘菊原產(chǎn)于中美洲和南美洲,，隨后入侵到東南亞、南太平洋的多個(gè)國(guó)家（圖1）,，已被列為世界上最有害的100種外來(lái)入侵物種之一,。薇甘菊是我國(guó)首批外來(lái)入侵物種之一，現(xiàn)在已擴(kuò)散到廣東,、廣西,、云南、海南等地并發(fā)生大規(guī)模危害,，對(duì)農(nóng)林生產(chǎn),、生態(tài)環(huán)境與生物多樣性造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失與嚴(yán)重的生物安全威脅，據(jù)統(tǒng)計(jì),，僅珠三角地區(qū)每年因?yàn)檗备示盏姆簽E造成的生態(tài)經(jīng)濟(jì)損失就近10億元,。其中，深圳是國(guó)內(nèi)受薇甘菊侵害的“重災(zāi)區(qū)”,，受害面積超過(guò)2700公頃,，尤其在山區(qū)、森林,、水庫(kù)周圍等生態(tài)敏感區(qū),，薇甘菊危害更為嚴(yán)重，如不嚴(yán)加防控還有迅速擴(kuò)大趨勢(shì),。然而,，當(dāng)前對(duì)于薇甘菊的防治措施主要還是人工/機(jī)械清除和化學(xué)防治，人工/機(jī)械清除費(fèi)財(cái)費(fèi)力,，化學(xué)防治專一性不強(qiáng),，對(duì)生物多樣性,、生態(tài)環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重威脅。當(dāng)前,，深圳市正面臨粵港澳大灣區(qū)和中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū)“雙區(qū)驅(qū)動(dòng)”重大歷史機(jī)遇,，對(duì)于生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展提出了更高要求，如何以新技術(shù)控制薇甘菊等入侵生物,、保障生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展,，是“雙區(qū)建設(shè)”中的重大需求和重大難題。

　　圖1   薇甘菊危害及全球分布圖

　　為從根本上解析薇甘菊快速生長(zhǎng)和入侵的機(jī)制,，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了染色體水平的高質(zhì)量薇甘菊參考基因組,，利用比較基因組學(xué)、代謝組學(xué),、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和土壤宏基因組學(xué)技術(shù),，從薇甘菊的光合作用、化感物質(zhì),、與土壤微生物作用等幾方面揭示了其快速生長(zhǎng)和環(huán)境適應(yīng)的分子機(jī)制,。研究發(fā)現(xiàn)，薇甘菊屬于C3植物,，但可在白天和夜晚分別利用不同的光合途徑進(jìn)行CO2的固定,，使其凈光合速率接近于C4植物，充足的碳水化物導(dǎo)致了它的快速生長(zhǎng)特性,。同時(shí),，薇甘菊還可以通過(guò)自身的化感物質(zhì)有效地富集固氮菌和氨化細(xì)菌，加速了根際土壤的養(yǎng)分循環(huán),，為其快速的生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分（圖2）,。

　　圖2   薇甘菊快速生長(zhǎng)的分子機(jī)制

　　該成果系統(tǒng)地揭示了入侵植物薇甘菊快速生長(zhǎng)和入侵過(guò)程中的環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)化機(jī)制,，對(duì)于下一步從分子水平開(kāi)展精準(zhǔn)靶向防控提供了理論依據(jù),，對(duì)于利用基因組學(xué)技術(shù)開(kāi)展入侵生物的防治提供了參考，為保障中國(guó)特色社會(huì)主義先行示范區(qū),、粵港澳大灣區(qū)的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供了決策依據(jù)和技術(shù)支撐,。

　　該項(xiàng)目得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、深圳市科創(chuàng)項(xiàng)目,、城管局科研項(xiàng)目支持,。

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