華南植物園發(fā)現(xiàn)演化和氣候生態(tài)位影響南亞熱帶禾本科植物的生殖物候多樣性
植物的生殖物候（開(kāi)花和結(jié)實(shí)）對(duì)個(gè)體繁殖和物種延續(xù)至關(guān)重要，是植物長(zhǎng)期適應(yīng)和演化的結(jié)果，也對(duì)氣候非常變化敏感。物種的氣候生態(tài)位反映其應(yīng)對(duì)氣候變化的策略，進(jìn)而決定物種的生存和分布。禾本科提供了人類(lèi)大部分糧食和畜禽飼料，組成了占全球陸地面積1/3的草原，具有重要的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。禾本科的生殖物候期隨氣候變化的微小波動(dòng)可引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)后果。因此，闡明演化史和氣候生態(tài)位如何影響一個(gè)地區(qū)大量禾本科物種的生殖物候非常迫切，但尚缺乏系統(tǒng)研究。
中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)及環(huán)境科學(xué)研究中心劉慧副研究員參與“未來(lái)科學(xué)家”項(xiàng)目，指導(dǎo)來(lái)自上海閔行中學(xué)五位同學(xué)分析了亞熱帶地區(qū)190種禾本科植物的生殖物候期、生活型（一年生或多年生）和光合類(lèi)型（C3或C4光合作用），及每個(gè)物種18個(gè)氣候生態(tài)位參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)構(gòu)建大量演化模型，發(fā)現(xiàn)演化史強(qiáng)烈影響開(kāi)花開(kāi)始時(shí)間（即演化保守性，親緣關(guān)系越近，開(kāi)花時(shí)間越相近），而對(duì)生殖期長(zhǎng)短沒(méi)有影響。生活型和光合類(lèi)型對(duì)兩個(gè)生殖物候性狀的影響都具有交互作用，因此一年生C3植物最早開(kāi)花，生殖期最長(zhǎng)（圖）。同時(shí)發(fā)現(xiàn)氣候生態(tài)位較寬的物種開(kāi)花較早，生殖期較長(zhǎng)。具體而言，年平均降水量范圍最廣和最冷月溫度范圍較大的物種開(kāi)花更早，而年平均溫度較高且最濕季降水范圍較大的物種生殖期更長(zhǎng)。本研究揭示了影響南亞熱帶禾本科開(kāi)花時(shí)間和生殖期的具體因素，強(qiáng)調(diào)了物候研究中演化與生態(tài)的學(xué)科交叉，對(duì)預(yù)測(cè)目前氣候變化下物種的響應(yīng)具有重要意義。
相關(guān)研究成果已發(fā)表在生態(tài)學(xué)國(guó)際知名期刊Frontiers in Ecology and Evolution 《生態(tài)學(xué)與進(jìn)化前沿》(IF2018=2.69)上。
論文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2020.00181
南亞熱帶禾本科190個(gè)物種的生殖物候性狀比較。C3A：一年生C3植物；C3P：多年生C3植物；C4A：一年生C4植物；C4P：多年生C4植物。取樣量在(a)中箱線(xiàn)下方，四組開(kāi)花開(kāi)始時(shí)間(flowering onset)和生殖期長(zhǎng)短(reproductive period)多重比較的結(jié)果以字母標(biāo)于箱線(xiàn)上方(字母不同表示差異顯著)。
附記：
未來(lái)科學(xué)家項(xiàng)目——培養(yǎng)中國(guó)的未來(lái)科學(xué)家、鼓勵(lì)女生成為科學(xué)家，是本項(xiàng)目的初衷
科研領(lǐng)域在科學(xué)研究的同時(shí)，也肩負(fù)著無(wú)論性別、培養(yǎng)未來(lái)的科學(xué)家的重任。世界范圍內(nèi)，雖然從事科學(xué)研究的女性隊(duì)伍日益壯大，但女性科研人員所占比例仍不足三分之一，頂級(jí)科學(xué)家中女性?xún)H占一成。而中國(guó)科研相關(guān)的新聞報(bào)道中，還經(jīng)常有類(lèi)似“女狀元頻出，為何女科學(xué)家比例卻越來(lái)越低？”的疑問(wèn)。
加州大學(xué)伯克利分校與周凱旋基金會(huì)合作成立了Women in Science Program，旨在鼓勵(lì)中國(guó)和美國(guó)的女科學(xué)家的在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛的合作與交流。其中的“未來(lái)科學(xué)家”子項(xiàng)目，既是為了培養(yǎng)中國(guó)的未來(lái)科學(xué)家，也是為了鼓勵(lì)更多女生成為科學(xué)家，給有志于科學(xué)事業(yè)的女生提供更多機(jī)會(huì)。中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)及環(huán)境科學(xué)研究中心劉慧副研究員（女），在美國(guó)訪學(xué)期間受加州大學(xué)伯克利分校Chau Hoi Shuen Foundation Women in Science Program陳苑博士（女）邀請(qǐng)，參與了2019年的伯克利“未來(lái)科學(xué)家”項(xiàng)目。她指導(dǎo)了來(lái)自上海閔行中學(xué)高一年級(jí)的五位同學(xué)（其中四位女同學(xué)），針對(duì)上述課題開(kāi)展了為期一年的研究。
