2月19日，复旦大学/云南大学李博教授团队和鞠瑞亭教授团队联合中科院西双版纳热带植物园廖志勇博士以及德国、美国和日本学者，在全球性入侵植物虎杖入侵机制研究方面取得重要进展，成果于2025年2月19日以“General-purpose genotypes and evolution of higher plasticity in clonality underlie knotweed invasion”为题发表在国际植物学期刊New Phytologist上。这是团队最近围绕虎杖入侵问题，继在Ecology（Zhao et al., 2024, 105: e4425）、Journal of Ecology (Bi et al., 2024, 112: 514–527.)、Global Change Biology（Zhang et al., 2024, 30: e17622）、Global Ecology and Biogeography（Irimia et al., 2025, 34: e70001）和Ecography（Cao et al., 2025,doi: 10.1111/ecog.07569 ）等发表系列论文以来的又一创新成果。

许多广泛分布的入侵植物在新环境中表现出较高的表型变异，这为我们在全球变化背景下研究植物的生态与进化过程提供了独特的机会。然而，过去研究往往缺乏引入地种群来源的背景信息，这限制了我们对外来植物引入后进化过程的完整认识。研究团队使用采自日本、中国、欧洲和美国的128个虎杖（Reynoutria japonica）地理种群，在上海和西双版纳同步实施了两个同质园实验。通过比较引入地欧洲和美国、种源地日本和非种源地中国虎杖的生长表现及其表型可塑性差异，为揭示该植物在全球主要引种地广泛入侵的机制提供了新视野。

研究结果表明，来自引入地的种群在几乎所有生长表现方面均与中国种群存在明显差异，但与推定的种源地日本种群相似（图1）。具体而言，与中国种群相比，北美、欧洲和日本种群的大多数生长性状表现出较低的性状值（如更低的株高和更小的基径）（图2a-d）。然而，引入地种群和日本种群的克隆株数量远远高于中国种群（图2e-f）。最终不同来源地种群的地上生物量无显著差异（图2g-h）。在所有测量的性状中，其他三个地区的种群只有克隆可塑性一致显著地高于中国种群，且引入地种群也只有克隆可塑性显著高于日本种群（图3）。

图1 西双版纳（a）和上海（b）同质园测量的虎杖性状主成分分析结果。US:北美；EU：欧洲；CN：中国；JA：日本。

图2 西双版纳和上海同质园中虎杖生长表现在不同来源地之间的差异。

图3 不同来源地虎杖生长表现对同质园实验地点的响应。

以上结果表明，引入具有高克隆性及其可塑性的基因型可能对虎杖的成功入侵起到了关键作用，且虎杖的克隆可塑性在引入地可能发生了进化；同时也强调了将引入地种群与原产地源种群进行生物地理学比较的重要性，只有这样才能理解植物引入后对新环境的进化响应。

复旦大学已毕业硕士生王声钰为论文第一作者，复旦大学/云南大学李博教授、复旦大学鞠瑞亭教授、中国科学院西双版纳热带植物园廖志勇博士和美国南佛罗里达大学Christina L. Richards教授为共同通讯作者；兰州大学吴纪华教授、复旦大学已毕业博士生曹培培和毕景文、已毕业硕士生赵玉杰、美国康奈尔大学Stacy B. Endriss博士、日本琉球大学Wenyi Hu博士和Hikaru Akamine教授、德国图宾根大学Madalin Parepa博士和Oliver Bossdorf教授为共同作者。研究得到国家重点研发计划项目（2022YFC2601100）、国家自然科学基金中德合作项目（31961133028）、国家自然科学基金（32071663）、云南省科技厅项目（202405AS350011）、中国科学院国际人才计划（2023VBB0012）、云南省“兴滇英才支持计划”（XDYC-QNRC-2022-0014）、德国联邦教育和研究部（BMBF）MOPGA项目（306055）和德国研究基金（431595342）等项目的资助。

发表当日，Wiley出版集团在其“研究头条（Wiley Research Headlines）”中配发新闻稿对该成果予以重点推介。

https://johnwiley2020news.q4web.com/press-releases/press-release-details/2025/Why-is-Japanese-knotweed-so-highly-invasive/default.aspx

论文信息

标题：General-purpose genotypes and evolution of higher plasticity in clonality underlie knotweed invasion

期刊：New Phytologist

类型：Research article

作者：王声钰, 廖志勇*, 曹培培, Marc w. schmid, 张蕾, 毕景文, Stacy B. Endris, 赵玉杰, Madalin Parepa, Wenyi Hu, Hikaru Akamine，吴纪华, 鞠瑞亭*, Oliver Bossdorf, Christina L. Richards*, 李博*

时间：2025-02-19

DOI：https://doi.org/10.1111/nph.20452