廣東
近日，中國科學(xué)院植物研究所北方草地生態(tài)學(xué)與可持續(xù)發(fā)展研究團(tuán)隊(duì)在New Phytologist期刊上發(fā)表題為“Warming-induced miniaturization of plant community genome size in temperate grasslands over the last four decades”的研究成果，研究團(tuán)隊(duì)依托內(nèi)蒙古典型溫帶草原長達(dá)40年的連續(xù)定位監(jiān)測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析了植物基因組大小在調(diào)控物種對氣候變暖響應(yīng)中的作用，揭示了氣候變暖背景下草地植物群落發(fā)生“基因組小型化”的新機(jī)制。中科院植物所特別研究助理李煥龍為論文第一作者，魏存爭副研究員為通訊作者。
研究發(fā)現(xiàn)，過去40年間，隨著區(qū)域氣溫持續(xù)升高，草地群落中大基因組植物與小基因組植物在生長策略和生產(chǎn)力貢獻(xiàn)上呈現(xiàn)出顯著分化：氣候變暖顯著提前了大基因組植物的物候進(jìn)程，但同時(shí)抑制了其生長速率和生物量積累；相比之下，小基因組植物雖物候啟動(dòng)較晚，卻在變暖條件下表現(xiàn)出更高的生長速率和更強(qiáng)的生產(chǎn)力響應(yīng)。上述差異最終導(dǎo)致大基因組植物對群落生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)持續(xù)下降，而小基因組植物在群落中的相對優(yōu)勢不斷增強(qiáng)，從而驅(qū)動(dòng)草地群落結(jié)構(gòu)沿時(shí)間尺度發(fā)生系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步的機(jī)制分析表明，基因組大小通過限制細(xì)胞分裂速率對溫度變化的響應(yīng)，進(jìn)而約束植物個(gè)體生長速率。在高溫條件下，大基因組植物的細(xì)胞分裂速率對溫度的敏感性顯著降低，而小基因組植物能夠維持較高且穩(wěn)定的細(xì)胞分裂與生長能力。這一細(xì)胞層面的生理約束，解釋了群落尺度上植物生產(chǎn)力和組成隨氣候變暖發(fā)生重組的內(nèi)在原因。
基于基因組大小的群落組成隨時(shí)間變化的演變趨勢
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