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加拿大一枝黄花无性繁殖特性对温度适应的细胞地理学分化
引言：
植物入侵严重威胁着全球的生态和经济安全。外来入侵植物是以不同于本地自然进化或发生的，从甲地向乙地长距离扩散迁徙，并且在其种群的生长繁衍过程中对本地原有植物及生态系统产生负面影响的植物。在中国环保总局先后于2003年、2010年、2014年公布的三批中国的外来入侵种名单中，外来入侵植物多达29种，其中草本植物多达28种，均已在中国境内大范围传播扩散，建立成群[1]。对入侵植物成功入侵特定环境的机制进行深入研究，是实现其有效预防、控制和管理的前提。外来生物入侵的机制研究一直是入侵生物学领域的研究热点。虽然在针对入侵机制的研究已经提出多种假说，如理想杂草特征假说[2]、新武器假说[3]、天敌逃逸假说[4]、生态位机会假说[5]、生物多样性阻抗假说[6]、增强竞争能力进化假说[7]等等，但是尚无一种假说能够成为解释所有入侵事件的理论，而且针对特定物种和特定生境，成功入侵的方式也是多种多样，所以针对特定物种在特定生境中的入侵机制进行广泛和深入的研究具有重要意义。
外来入侵植物中，原产北美，隶属于双子叶植物纲，菊科，一枝黄花属的加拿大一枝黄花(Solidago canadensis L.）广泛入侵至欧洲、亚洲、大洋洲等，被列为世界恶性外来入侵植物[8]。加拿大一枝黄花在我国境内也广泛分布，并且对生态系统的生物多样性、作物生产以及农业经济造成了巨大的威胁。目前，国内对于加拿大一枝黄花的研究主要集中在对其防治上，虽然对于其入侵机制的研究已经有所涉及，但不够深入。
外来植物是否能入侵成功很大程度上取决于其繁殖能力的强弱，即植物的入侵能力与其繁殖能力呈正相关[9]。入侵植物通常具有多种繁殖方式，即可进行有性繁殖，也可进行无性繁殖。加拿大一枝黄花作为入侵能力极强的外来植物之一，在具有强大的有型繁殖能力的同时也具有很强的无性繁殖能力。加拿大一枝黄花在传入新生境后，能否快速建立种群占据有利生态位，对于其能否成功入侵具有重要意义。有研究结果表明加拿大一枝黄花的地下茎、茎基部和茎秆都具有产生克隆分株的能力，其中地下茎产生克隆分株的能力最强[10]。入侵中国的加拿大一枝黄花能有效地凭借其地下根茎拓殖新的生境并能有效地建成种群，具有强大的入侵性，对生态环境造成了巨大破环；而在原产地北美地区加拿大一枝黄花虽然比较常见，但并没有引起当地的生态环境破坏。由于入侵种加拿大一枝黄花与原产地加拿大一支黄花在形态上有一定的差异，这种形态上的表型可塑性说明加拿大一枝黄花对入侵地的新环境的产生了适应性进化。本研究的研究对象加拿大一枝黄花起源于北美高寒地区，而其入侵中国时的东南部属于亚热带季风气候区，其入侵中国，高温是其需要克服的重要环境因素加拿大一枝黄花是如何适应入侵地髙温的改变，与其在中国的成功入侵密切相关。
在植物入侵中，繁殖能力与入侵能力呈正相关。而不论是无性繁殖还是有性繁殖对外界环境的变化都比较敏感。外来种进入新的生境中，面临着环境条件的急剧变化，其应对突发环境胁迫的耐受力及其在胁迫条件下的繁殖和扩散能力与其入侵成功与否直接相关，这是外来种在适应性特征中的关键性能，也是适应性进化的重要表现。加拿大一支黄花在机械除草等人为条件下采用应激繁殖对策，容易产生更多的克隆分株[9]。与其他菊科外来杂草相比，其地下部分的表面积、长度等指标都呈现最大，意着其在地下部分的形态上具有广泛逸生的结构基础[3]。