互花米草是一种原产于北美东海岸的海滩植物。它天性耐盐耐淹、抗风浪,种子及无性分株可随海浪传播。由于互花米草茎干密集粗壮、地下根茎发达,能够促进泥沙的快速沉降和淤积。1979年,我国从美国引进了高、中、低三个生态型的互花米草,用于抵御台风、保滩护岸。

然而,引种的互花米草在各地迅速繁殖扩张成为入侵物种,威胁当地海岸生态系统,影响湿地滩涂养殖,阻塞船道。互花米草已被列入全球最具威胁性的100种外来生物名录。

2014年起,厦大环境与生态学院李庆顺、张宜辉和张原野的三支科研团队开展联合攻关,力图从分子遗传学、生态学、进化生物学等多学科角度,在互花米草的DNA序列中寻找其扩散的“秘密”。

据张宜辉介绍,5年多来,研究团队采用DNA指纹技术,对来自被入侵地我国沿海10个区域及原产地北美15个区域的250个样本进行了分析。最终发现,这些入侵地植株全部是最初从美国引进的三个生态型的杂交后代,具有显著的杂种优势。这也意味着,互花米草的引种和扩散发生在杂交后。

通过进一步测量以上25个区域来源的植株性状,研究团队发现,三个基因型间的杂交还通过整合两种不同的生长能力即纵向生长能力和横向扩张能力,从而产生了超强的基因型。正是这种新的超强基因型因具有生长和繁殖的优势而被自然选择保留,成为互花米草恶性入侵的主要驱动力。

张宜辉表示,接下来,研究团队将结合遥感影像技术和基因组学研究,追踪分析互花米草入侵扩散的动态并深入挖掘其快速扩张的生态机制和分子机理。