在新一期的《生態學》((Oecologia(2007)153:501-510))雜志上,發表了中科院西雙版納熱帶植物園馮玉龍研究人員等人的一篇研究論文。他們在增強競爭力的進化(EICA)假說基礎上,首次提出在入侵地氮在入侵植物光合機構和天敵防御系統中的分配的權衡關系可以對天敵的缺乏做出進化響應,即減少向防御系統的分配比例,增加向光合機構的分配比例。
生物入侵是嚴重的環境問題,是全球變化的重要組成部分,入侵種的擴散嚴重威脅著全球生物多樣性安全、生態系統的結構和功能、農林牧業生產。研究外來植物的入侵性不僅具有重要的理論意義,也有助于對外來種進行風險評估,對入侵種進行早期預測、限制其傳播、科學地管理與防治等。然而,目前有關生物入侵的理論和假說還不能說明入侵種為什么具有如此強大的入侵能力。
普適性基因型假說和進化假說均認為外來入侵種具有“利于入侵的性狀”,但這些性狀是什么并不清楚。中科院西雙版納植物園馮玉龍研究員等在增強競爭力的進化(EICA)假說基礎上,首次提出在入侵地氮在入侵植物光合機構和天敵防御系統中的分配的權衡關系可以對天敵的缺乏做出進化響應,即減少向防御系統的分配比例,增加向光合機構的分配比例。
為驗證該假說,馮玉龍研究員等比較研究了8個種群的大葉醉魚草和5種本地植物的生理生態特性。研究發現,8個種群的大葉醉魚草的生理生態參數差異不顯著,6種植物間葉片氮含量差異不顯著,但入侵種大葉醉魚草葉片中的氮分配到光合機構(光合羧化組分和生物力能學組分)的比例顯著高于5種本地植物,致使其光合機構中的氮含量顯著高于本地種,這又導致其光合能力、光合氮利用效率和呼吸功效高于本地種。
驗證“氮分配的進化假說”不僅有重要的理論意義,而且對入侵植物的生物防治也有重要的指導作用。本研究提出并初步驗證了該假說,為更好地驗證該假說,目前版納植物園生物入侵生態學創新組正在比較研究更多的親緣關系近的(如同屬)入侵種和本地種、外來種的入侵種群和原產地種群,同時也考慮到了環境條件和發育階段的影響。
馮 玉 龍,博士 研究員, 男,1964年6月28日出生。他的研究方向包括:植物生理生態學;植物分子生態學;植物抗性分子生物學。
主要研究光能在光合作用不同過程中的分配,環境因子和植物自身對其影響,及植物耐蔭策略和光破壞防御機制。試圖揭示植物分布、更新策略、生物多樣性維持等的生理生態學機制。目前主要從事外來種的生態學效應研究;熱帶植物低溫冷害機理研究;霧與西雙版納熱帶雨林;不同功能類群植物耐旱性差異的比較研究等工作。
已取得的學術成績:系統研究了不同年齡長白落葉松樹冠3個層次4個方向12個部位針葉的光合等生理生態特性的日變化和季節變化,及不同地理種源和無性系長白落葉松生理生態特性的差異,控制條件下研究了環境對其幼苗生理特性的影響,并與其它樹種做了比較。發現有些生理生化參數與不同種源和無性系長白落葉松幼苗和幼樹的生長具有明顯的相關性,首次提出用生理生化技術早期鑒定長白落葉松優良種源和無性系的觀點,并篩選出了一些指標。首次明確提出長白落葉松具有耐旱能力的觀點,并與樟子松等做了比較研究,發現其生理耐性要強于樟子松等,樟子松的耐旱能力主要源于形態學,尤其是其深根系,在根系分布受到限制的條件下長白落葉松的生理抗性便表現出來。揭示了長白落葉松與水曲柳混交林的增產機制,即物種混交改變了林分地下和地上環境,改善了樹木營養和水分狀況,提高了光合碳積累量。在從事防護林等項目的研究過程中發現,不同立地(生境)條件下楊樹的生理生態特性不同,并與林業上的立地劃分結果明顯相關,提出了用樹種凈同化量劃分立地的新觀點。同時還對根系溫度的生理生態效應進行了較全面的研究,其結果對指導世博園高山植物的栽培有重要的意義。到版納后主要研究植物的光適應對策和低溫光抑制,認為霧(版納年霧日180-270天)對植物的保護作用是間接的,上午霧使光強減弱緩解了夜間低溫對熱帶植物的不利影響,防止了夜間低溫后陽光直射造成的光破壞。
學習經歷:
1. 1981.9 ~ 1985.7 哈爾濱師范大學生物系生物學專業,學士論文:《葉綠體膜蛋白及小分子RNA與番茄抗病性的關系》,導師:黃永芬教授、汪清胤教授。
2. 1985.9 ~ 1988.7 中國農業大學生物學院植物生理生化系,碩士學位論文:《根系溫度對植物光合、蒸騰及葉片生長的影響》,導師:婁成后院士、王學臣教授。
3. 1993.9 ~ 1996.4 東北林業大學森林植物生態學教育部重點開放實驗室,博士學位論文:《長白落葉松生態生理生理生化特性及與生長的關系》,導師:周以良教授、王文章教授。
研究經歷:
1. 農田防護林生物和生態經濟效益的研究,國家“七五”攻關課題,承擔生理生態學研究,1995年獲黑龍江省科技進步三等獎。
2. 不同立地主要樹種的生理生態學特性的研究,國家“七五”攻關課題,1991年專家鑒定為國際同類研究先進水平。
3. 落葉松生理生態學和群落學研究,國家“七五”攻關課題,承擔光合等生理生態學研究,獲黑龍江省科技進步三等獎。
4. 紅松、樟子松、落葉松速生豐產技術的研究,國家“七五”攻關課題,承擔光合生理生態學研究,獲林業部科技進部二等獎。
5. 長白落葉松目的性狀早期測定技術的研究,國家“八五”攻關課題,負責項目的計劃、組織實施,1997年專家鑒定為國際同類研究先進水平,1998年獲黑龍江省教委科技進步2等獎。
6. 扦插生根機理的研究,國家“八五”科技攻關項目;
7. 長白落葉松速生豐產林增產機理的研究,國家自然科學基金項目(1991-1993),39170630,承擔光合生理生態學研究。
8. 遼西地區楊樹紙漿用材林培育技術研究,國家“九五”科技攻關項目,主要參加者,負責生態生理學研究。
9. 草莓光合生理生態學研究,河北省教委博士基金項目(1999-2001),項目負責人。
發表論文:
1. Feng Yulong,Cao Kunfang,Feng Zhili.2002.Thermal dissipation, leaf rolling and inactivation of PSII
reaction centers in Amomum villosum in diurnal course. J Trop Ecol ,
2. 馮玉龍,曹坤芳,馮志立. 2002.夜間低溫對不同光強下生長的熱帶植物光合特性的影響.植物生理與分子生物學學報,28
3. 馮玉龍,張亞杰,朱春全 .2002.根系滲透脅迫時楊樹光合作用光抑制與活性氧的關系.應用生態學報,12,
4. 馮玉龍,巨關升,朱春全 .2002楊樹無性系幼苗光合作用和PV水分參數對水分脅的響應.林業科學,38,
5. 馮玉龍,曹坤芳,馮志立. 2002.生長光強對熱帶雨林四種樹苗光合機構的影響.植物生理與分子生物學學報,28(2):153 - 160
6. 馮玉龍,曹坤芳,馮志立. 2002.四種熱帶雨林樹種幼苗葉片厚度,光合特性和暗呼吸對生長光環境的適應.生態學報,22(6):
7. 馮玉龍,王文章,敖紅,陳杰 .2002. 長白落葉松幾種酶活力及在種源早期選擇中的應用 .林業科學,38(2):
8. 馮志立,馮玉龍,曹坤芳 . 2002. 光強對砂仁葉片光合作用光抑制及熱耗散的影響 . 植物生態學報,26(1):77 - 82
9. 馮玉龍,馮志立,曹坤芳. 2001.砂仁葉片光破壞的防御.植物生理學報,27(6):483 - 488
10. 馮玉龍,張亞杰,朱春全 . 2001.調控活性氧代謝對滲透脅迫時楊樹光合作用光抑制的影響.植物生態學報,25(4):451 - 459
11. 馮玉龍,姜淑梅. 2001.番茄對高根溫引起的葉片水分脅迫的適應機制.生態學報,21(5):747 - 751
12. 馮玉龍,張亞杰,巨關升,朱春全. 2001.楊樹無性系幼苗光合作用的光抑制.植物研究,21(4):578 - 582
13. 馮玉龍,王文章,敖紅. 2000.長白落葉松無性系選擇生理指標的研究.林業科學,36(SI):80-85
14. 馮玉龍,王文章,陳杰. 2000.長白落葉松與水曲柳素營養關系的研究.林業科學,36(2):20-25
15. 馮玉龍,姜淑梅. 2000.根系溫度對甜椒生理特性的影響.植物生理學通訊,36(4):308-311
16. 馮玉龍,姜淑梅. 2000.根系溫度對莧菜生長發育的影響.植物研究,20(2):180-185
17. 馮玉龍,王麗華,敖紅等. 1999.長白落葉松生態生理特性的CO 2 響應及意義.植物研究,19(1):53-59
18. 馮玉龍,姜淑梅,敖紅等. 1999.長白落葉松氮素營養及與生長的關系.植物研究,19(4):428--434
19. 馮玉龍,陽麗,王銀定等. 1999.草莓病害生物防治初探.河北農業大學學報.22(3):59-61
20. 王麗華,姜春玲,馮玉龍. 1999.不同地理種源長白落葉松生理生態特性的研究. 植物研究,19(2):165-171
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