在受控实验中，遗传变异能否预测野生植物的物候特征？

《Journal of Evolutionary Biology》：Does genetic variation in controlled experiments predict phenology of wild plants?

野生植物表型发育时间受基因型、环境及先前发育阶段共同影响，实验遗传变异可显著预测自然种群开花时间，但局部环境差异提示存在高可塑性或发育阶段交互作用。

　　

摘要

物候学和发育时间通常受到自然选择的影响。然而，基因型、环境以及先前发育阶段的变化对野生植物物候变异的相对贡献在很大程度上仍不清楚。由于先前发育阶段的变化，物候学的各个组成部分（例如发芽时间）可能与成熟时间之间存在一定的关联。鉴于大量证据表明生命史中的遗传变异具有适应性，我们研究了在拟南芥（Arabidopsis）中实验测得的遗传变异在多大程度上能够预测野生植物的物候特征。作为物候的代理指标，我们收集了来自欧亚大陆227个自然近交的拟南芥样本的采集日期。我们将这些自然环境下的物候数据与从两个新实验和155个已发表的对照实验中获得的近交后代植株的实验数据进行比较。我们检验了实验中测得的开花和发芽时间的遗传变异是否能够预测这些植株在自然环境下的物候特征。研究发现，来自对照实验的物候遗传变异能够显著预测野生个体在欧亚大陆上的采集日期（即开花日期）。然而，某一区域内采集日期的局部差异无法通过实验中的物候遗传变异来解释，这表明物候特征在小尺度环境变化中具有较高的可塑性，或者不同发育阶段之间的相互作用较为复杂。虽然实验表明物候受到选择作用，但了解环境因素和随机因素对物候的微妙影响有助于阐明自然环境中物候特征的遗传性和进化过程。