科研成果

近日，河南大学丁建清教授团队在国际生态学顶级期刊Ecology Letters上发表了题为“Rapid evolutionary tradeoffs between resistance to herbivory and tolerance to abiotic stress in an invasive plant”研究成果，揭示了入侵植物抗虫性和抗逆性功能权衡演化规律及代谢机制。

入侵植物对生物和非生物胁迫的响应和适应，是入侵生态学和进化生物学的重要研究内容。逃离专食性天敌昆虫控制，被认为是植物成功入侵的重要机制之一，而利用专食性昆虫防控入侵植物则使得入侵植物与专食性昆虫在入侵地重新互作。目前，“重新互作”后的入侵植物抗虫性功能演化研究受到越来越多的关注，然而这种抗虫性功能演化对于植物应对非生物胁迫的影响及机制仍不清楚。

丁建清教授团队以在中国发生严重的入侵植物豚草与其专食性生防昆虫广聚萤叶甲为研究体系，探究了具有不同“重新互作”历史的豚草种群对于广聚萤叶甲和干旱胁迫的响应差异。野外调查和同质园控制实验表明，随着“重新互作”历史的增加，豚草种群演化出更高的抗虫性和更低的抗逆性；采用代谢组学和高效液相色谱法等技术，发现随着“重新互作”历史的增加，豚草叶片内单宁、木质素等抗虫物质含量显著提高，而绿原酸、类黄酮衍生物等抗逆性物质含量呈降低趋势；转录组学研究进一步证明，豚草种群中木质素和绿原酸含量变化，分别与木质素合成关键酶COMT基因和绿原酸合成关键酶HCT表达量变化有关。这些结果，对于深入理解入侵植物应对生物和非生物胁迫的响应和适应策略，揭示植物抗虫和抗逆权衡演化规律，具有重要的理论意义，并对评估生物防治的生态学效应具有指导作用。

河南大学为该成果的第一和通讯作者单位，师资博士后殷万东副教授为论文第一作者，丁建清教授为论文通讯作者，河南大学周丽峰、杨恺文、方金玉、吴明可、于宏伟和时玉，以及荷兰皇家科学院生态研究所Arjen Biere和美国蒙大拿大学Ray Callaway为共同作者。研究得到了国家自然科学基金、河南大学双一流学科经费等资助。这是丁建清教授团队第二次在Ecology Letters发表重大影响的原创性研究成果。Ecology Letters是自然指数(Nature Index)收录的国际生态学领域顶级期刊。

丁建清教授团队长期致力于生物互作与植物入侵机制研究。近年来，该团队在入侵植物-昆虫-土壤微生物互作研究中取得了系列进展，相关研究成果发表在The ISME Journal (2018，2021)、Journal of Ecology (2018) 、Functional Ecology (2019)、New Phytologist (2022）等国际重要期刊。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ele.14221