种内遗传多样性是多种生态和进化力量的综合影响的结果，并对其他类群、层次和维度的生物多样性产生级联影响。入侵物种在奠基者效应导致的遗传多样性受限的情况下，可以通过“预适应”基因型或多次引入导致的遗传混合对新环境范围做出快速反应，可能呈现出和本土植物类似的遗传多样性地理模式，并影响其他类群或层次的生物多样性。为检验这一假说，山东大学郭卫华团队联合复旦大学鞠瑞亭团队，以中国滨海湿地的优势本地植物芦苇和主要入侵植物互花米草为材料，分析了两种植物本身的遗传多样性水平、地理遗传结构以及关联的土壤线虫群落，揭示了本地物种遗传多样性、入侵物种遗传多样性、土壤线虫物种多样性的地理变异和驱动机制的异同，相关结果近期发表在北欧生态学会旗舰刊物OIKOS上。
研究以中国滨海湿地广泛分布的本地物种芦苇（Phragmites australis）及伴生的入侵竞争者互花米草（Spartina alterniflora）为研究材料，收集了中国沿海13个芦苇种群的样本，利用2个叶绿体片段和10个核微卫星序列进行遗传变异分析，研究芦苇的遗传多样性水平、种群遗传距离和地理距离之间的关系，结合已发表的三篇互花米草遗传多样性研究及一篇土壤线虫研究的原始数据，对两个植物物种、一类土壤生物群落的多样性进行关联分析，探究芦苇和互花米草遗传变异的纬度格局、遗传结构的空间相似性、遗传变异与线虫群落的相关性。图1 研究中用到的样本来源（左图：NT，线虫, Zhang et al 2019；PA,芦苇；SA，互花米草，Qiao et al, 2019）及互花米草与芦苇的叶绿体单倍型组成（中图，互花米草；右图，芦苇）中国滨海盐沼湿地里的芦苇以单倍型P为主，之前研究表明这是一个八倍体的芦苇谱系（另一个主要单倍型O是四倍体）。中国最北方和最南方的芦苇种群具有独特的单倍型（图1），这种分化也得到细胞核微卫星数据的支持（图3）。从南到北，芦苇遗传多样性（等位基因丰富度和期望杂合度）显著增加（图2）。 结合以往对互花米草的研究，即使控制地理距离的影响，芦苇与互花米草的遗传距离也存在显著相关性，表明入侵物种互花米草可能在一定程度上表现出与本地物种相似的系统地理格局。互花米草的入侵改变了优势本土植物遗传多样性与土壤线虫的相关物种丰富度之间的关系（图4）。遗传-物种多样性关系改变的原因可能是生物入侵削弱了环境对所有层次的生物多样性的影响，导致了之前研究报道的互花米草入侵导致的生物群落同质化。图2 基于细胞核微卫星数据的芦苇（PA）、互花米草（SA）遗传多样性的纬度变异 研究有助于理解广布种种内遗传多样性的纬度模式，也说明本地物种遗传多样性的研究能够帮助理解外来种入侵的阶段和生态后果。 论文作者
山东大学副研究员刘乐乐和复旦大学博士生郭耀霖为论文的共同第一作者，山东大学郭卫华教授和复旦大学鞠瑞亭教授为论文的共同通讯作者。丹麦奥尔胡斯大学Hans Brix教授、Franziska Eller助理教授、美国南佛罗里达大学Christina Richards副教授、青岛农业大学郭霄副教授、山东大学博士生尹美淇、硕士生武一鸣也为论文作出了重要贡献。基金资助
该研究得到国家自然科学基金（32100304、U22A20558、32171661）、自然资源部渤海生态预警与保护修复重点实验室开放基金（2022101）、国家留学基金（202106225004、202106100115）的资助。
原文信息
Liu, L., Guo, Y., Wu, Y., Yin, M., Guo, X., Eller, F., Richards, C.L., Brix, H., Ju, R.-T. and Guo, W. (2023), Revealing biogeographic patterns in genetic diversity of native and invasive plants and their association with soil community diversity in the Chinese coast. Oikos e10116. https://doi.org/10.1111/oik.10116
