Эндемичное растение адаптируется к высокогорью через изменение фенотипических признаков
Хэндуаньские горы на юго-западе Китая — один из мировых очагов биоразнообразия с разнообразным рельефом и исключительно высокой горной биотой. Эндемичная трава этого региона, Rorippa elata (семейство Капустные), является идеальным объектом для изучения альпийской адаптации.
В исследовании, опубликованном в Journal of Plant Ecology, ученые из Сишуанбаньнаского тропического ботанического сада (XTBG) Китайской академии наук изучили, как альпийское растение Rorippa elata изменяет фенотипические признаки для адаптации к условиям разной высоты.
С помощью экспериментов в общем саду исследователи выявили типы и фенотипическую основу адаптивных стратегий растения и оценили вклад различных факторов в его фенотипическую изменчивость.
В 2021–2022 годах они отобрали 37 генотипов из репрезентативных популяций в Хэндуаньских горах на разных высотах (2800 м против 3800 м) и измерили девять адаптивно значимых фенотипических признаков, включая:
- скорость цветения,
- содержание глюкозинолатов (горчичных масел).
С применением статистических методов, таких как смешанные линейные модели, ученые оценили вклад среды и генотипа в фенотипическую изменчивость Rorippa elata и определили ключевые факторы среды, влияющие на приспособленность.
Результаты показали:
- Фенотипическая изменчивость Rorippa elata находится под совместным влиянием эффектов среды и взаимодействия генотип-среда.
- Гетерогенность по широте была определена как ключевая переменная среды, объясняющая 32% адаптивной фенотипической изменчивости.
- Rorippa elata адаптируется к высокогорью, регулируя фенотипические признаки (скорость роста, размер листьев, эффективность фотосинтеза и др.).
- Генотипы из северной части Хэндуаньских гор проявили более высокую пластичность в морфологических признаках (например, скорость цветения).
- Генотипы с разной высоты в южной части гор показали значительную локальную адаптацию в метаболических признаках (например, содержание глюкозинолатов).
«Наше исследование предоставляет основу для понимания адаптивной стратегии альпийских растений и содействия сохранению горного биоразнообразия», — заявил Син Яову (Xing Yaowu) из XTBG.