世界首例用基因组研究揭示入侵物种为何能成功入侵

外来入侵物种会引发全球生物多样性危机，其中一些物种，如豚草 (Ambrosia artemisiifolia)，甚至会损害我们的健康。这个原产于北美洲的外来入侵物种，于1935年在中国发现，分布于东北、华北、华中和华东等地，是一种恶性杂草，已列入我国外来入侵物种第一批名单。近日，中国生物多样性保护与绿色发展基金会（中国绿发会、绿会）从国际期刊获悉关于使用基因组研究揭示入侵物种为何能成功入侵的研究，现编译如下，供感兴趣的读者参考。

此前，科学家们一直无法确定到底是什么原因让豚草这种特殊的外来入侵物种能如此成功的入侵。

但近日发表于《科学-进展》的一项研究对此入侵植物的基因组学进行了概述，阐明了为什么豚草的侵略性如此强大。

图源: Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abo5115

研究人员收集了迄今为止最大规模的历史植物基因组序列，包括来自两大洲和 190多年的植物基因组序列，来研究世界上最严重的植物入侵物种之一，豚草的样本。

研究的共同作者，莫纳什大学（Monash University）生物科学学院的凯瑟琳·霍金斯（Kathryn Hodgins）博士说：“这项研究是独一无二的，因为研究团队通过在前所未有的时空尺度上跟踪微生物和植物的DNA，调查了微生物群落对入侵植物之所以成功入侵的影响。”

“我们选择专注于豚草，因为它是一种入侵非常成功的有毒杂草，原产于北美洲，在全球范围内扩张了约200年，”霍金斯博士说，“它是在欧洲排名第12位的最严重的外来入侵植物，由于其产生大量高度致敏的风传花粉，因此对经济和公共健康的负面影响越来越大。”

豚草已成为欧洲的巨大公害，在澳大利亚也被发现。这项研究将对它基因变化、以及是否应该担心它在未来会随着气候变化而演变进行研究。

普通豚草原产于北美温带地区，但在1800年代通过进口种子和受污染的动物饲料被引入欧洲。近年来，它已经迅速扩张。

许多外来生物因无法适应新环境，在其对本土环境造成伤害之前就死亡了。为什么豚草会茁壮成长？答案就在其DNA中。

研究小组分析了655个豚草标本，其中308个来自植物标本馆，有些标本已经有 190年的历史。这些标本给科学家提供了资料，能够追踪豚草在欧洲的进化历史，同时帮助科学家了解了目前豚草大规模传播的情况。

霍金斯博士说：“我们发现，豚草到达欧洲后，它基因里参与防御敌人的基因进化得最多，从而帮助自己蓬勃发展。感染植物物种的细菌也发生了变化。豚草不会再感染北美的致病病原体，这可能有助于解释其在欧洲的成功入侵。”

“我们的研究强调，多种因素促进了豚草的成功入侵。其他入侵物种也可能如此。”

原文参看：
https://phys.org/news/2022-08-world-genomic-invasive-species-successful.html

编译：Sara
审核：Daisy

编辑：Pierre