Лаура Мейерсон, профессор естественных ресурсов URI, сказала: «Наши результаты кристально ясны. Маленькие геномы являются наиболее важным фактором в определении инвазивности, по крайней мере, для Phragmites, но, вероятно, и для многих других видов».
Результаты этого исследования были опубликованы на этой неделе в журнале Ecology.Работая со своими коллегами Петром Пышеком и покойным Яном Судой из Института ботаники Чешской академии наук и их командой, они проверили 900 популяций Phragmites со всего мира и выбрали 100 для оценки. Исследователи вырастили эти растения в общем саду в Чешской Республике, где они подвергли их воздействию одних и тех же условий окружающей среды и регулярно измеряли широкий спектр признаков, от содержания питательных веществ и прочности листьев до химического состава растений и восприимчивости к травоядным.
Хотя все изученные растения принадлежали к одному виду, Phragmites australis, размер их генома варьировался от популяции к популяции.По словам Мейерсона, старшего автора статьи, их результаты показывают, что растения с большими геномами могут расти только в ограниченных местах.
К примеру, линия Phragmites из Мексиканского залива, имеющая большой геном, не смогла покинуть регион Персидского залива, тогда как произрастающие в Европе Phragmites с небольшим геномом очень инвазивны по всей Северной Америке.«Меньшие геномы более гибкие», — сказала она. «Они могут расти в изменчивой среде и почти на всех широтах».Выводы исследовательской группы поднимают вопрос, почему растения с маленьким геномом с большей вероятностью становятся инвазивными. Она думает, что у них есть ответ.
«Основная теоретическая причина связана с минимальным временем генерации», — пояснила она. «Идея состоит в том, что геном меньшего размера может быть воспроизведен быстрее, чем геном большего размера. Таким образом, если растение находится в стрессовой среде, его можно воспроизвести быстрее, чем если бы у него был геном большего размера. Оно требует меньше ресурсов и может использовать свой ресурсы для быстрого воспроизводства, прежде чем его удача иссякнет.
«С другой стороны, меньший геном также означает, что он может потерять потенциально полезные гены», — добавил Пышек, первый автор статьи. «Так что может быть компромисс».Ученые используют проточную цитометрию, простую и недорогую технологию, для измерения размера генома растения, а скорость и простота процесса обеспечивают многочисленные приложения для результатов исследования.
Офицеры пограничной службы могут быстро проверить растения на предмет размера генома, например, прежде чем они будут перевезены через границу или импортированы в страну.«Это дает нам дешевый инструмент для измерения их инвазивного потенциала», — сказал Мейерсон.Она также считает, что его можно использовать для определения приоритетов в управлении существующими инвазивными популяциями тростника обыкновенного и других растений с такими же характеристиками размера генома.
«Управляющие земельными ресурсами могут проверять инвазивные популяции на предмет размера генома, чтобы они могли более эффективно распределять свои ресурсы для управления наиболее инвазивными видами», — сказала она. «Определив, имеет ли популяция особенно маленький размер генома, они будут знать, что конкретное растение может быть более агрессивным и должно быть уничтожено».Следующие исследования Мейерсона в постоянном тесном сотрудничестве с исследователями из Чешской Республики будут основываться на этих результатах. Она проводит эксперименты в URI, чтобы определить, как переменные окружающей среды, такие как соленость и температура, взаимодействуют с растениями с разным размером генома и как размер генома влияет на химию растений.
Предварительные результаты этих исследований ожидаются в следующем году.