植物入侵起始于外来物种种群的建立，并引发与入侵生境中本地植物群落的互作。在种群建立期间，竞争能力可能赋予入侵物种优势。已有研究表明，多倍化可以提高植物活力，有助于增强竞争能力。但多倍化如何提高植物的竞争能力，并维持入侵物种与本地植物群落竞争时的优势地位，目前尚不清楚。
近日，南京农业大学强胜课题组在Oikos发表了题为Polyploidization contributes to evolution of competitive ability: a long term common garden study on the invasive Solidago canadensis in China的研究论文，报道了多倍化促进了加拿大一枝黄花的竞争能力在原产地（北美）的预分化和入侵中国后的快速演化，揭示了其成功入侵中国的关键因素。
研究团队开展了为期五年的田间同质园试验。在翻耕后的土地上，移植相同组成的初始植物群落。来自北美（原产地）和东亚（入侵地）的二倍体、四倍体和六倍体种群，分别种植在隔离的小区中，并允许其自然定殖与自然发生的伴生杂草竞争。每年夏秋两季对植物群落的多样性和物种结构以及加拿大一枝黄花的生长特征进行调查。
研究结果表明，倍性和来源显著影响着加拿大一枝黄花种群的生长和伴生杂草群落的演替。
不同地理细胞型加拿大一枝黄花种群生长特征分化
根据群落演替方式和结果的不同，所有小区可以分为三类：1）入侵地四、六倍体加拿大一枝黄花在与本地植被竞争中胜出，在群落稳定时占据绝对优势。2）原产地六倍体具有一定的竞争能力，但并没有在竞争中胜出，与本地群落共存。3）原产地二、四倍体和入侵地二倍体在与本地植被竞争中灭绝。第一类的生物多样性较低，而第二和第三类的生物多样性较高。
不同地理细胞型加拿大一枝黄花种植小区的群落演替模式
因此，多倍化有利于在原产地（北美）加拿大一枝黄花竞争能力的预分化，并奠定了该物种入侵中国的基础。在入侵中国后多倍体可能经历了竞争能力的快速的进化，这是加拿大一枝黄花成功入侵中国的关键因素。
不同地理细胞型加拿大一枝黄花种植小区群落演替示意图
该研究是由南京农业大学杂草研究室强胜课题组完成，程继亮和杨向宏为论文共同第一作者，强胜教授为通讯作者。该研究拓展了对加拿大一枝黄花不同地理细胞型的认识，证实了多倍化增强其入侵性的假设，为该入侵物种的在中国的种植、管理和防治提供重要参考。
该研究得到国家重点研发计划（2017YFC1200105）、国家自然科学基金（31870526, 3140110504, 31572066）和江苏省自然科学基金（SBK2018042511）等基金的支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.xilesou.top/doi/abs/10.1111/oik.07095