超越驯化的表型可塑性——辣椒（Capsicum annuum）对光照的性状与种质依赖性响应

《Plants》：Phenotypic Plasticity Beyond Domestication: Trait- and Accession-Dependent Responses to Light in Capsicum annuum

　　

驯化可能通过将植物从异质自然生境转移到更为均一的农业环境而改变表型可塑性，从而可能降低环境响应性。然而，驯化是否在性状、种群和品种之间一致地改变可塑性仍未解决。本研究在辣椒（Capsicum annuum）的作物–野生近缘种体系中评估了对光照有效性的表型可塑性，比较了在全光照、中等光照和低光照条件（分别约为1000、565和160 μmol m^?2 s^?1）下生长的3个野生种群和3个驯化品种。研究人员量化了营养、生理和繁殖性状，并使用分层模型、反应范数斜率和多变量排序评估了可塑性。光照有效性强烈影响植物表型，但驯化的效应较弱，且在品种和性状之间不一致。营养性状（包括叶面积、比叶面积、叶数和叶质量）对光照有效性表现出显著响应，而与开花相关的性状响应则较不一致。低光诱导了最明显的多变量表型位移，其特征是叶片更大且更薄。然而，这些营养调整并未维持繁殖性能。果实产量在中等光照下保持相对稳定，但在严重遮荫下急剧下降。总之，研究结果表明，驯化并未导致表型可塑性的一致降低。相反，辣椒的可塑性取决于所评估的性状以及种群或品种，并且在营养组分中的表达强于繁殖组分。这些发现表明，可塑性响应的生物学后果应结合繁殖性能而非仅营养调整进行评估。

论文解读：超越驯化的表型可塑性——辣椒（Capsicum annuum）对光照的性状与种质依赖性响应

驯化使栽培植物与其野生近缘种在基因组和表型上产生显著分歧，并伴随生境从异质自然环境向均一农业管理的转变。这种生态转变可能影响植物对环境信号的响应能力，即表型可塑性（phenotypic plasticity）。然而，驯化是否在性状、种群和品种间一致改变可塑性，此前缺乏直接比较同一谱系内野生祖先与栽培形式的实验证据。辣椒（Capsicum annuum）是适合回答该问题的作物–野生近缘种体系：其野生变种var. glabriusculum分布于热带干林，光环境高度异质；栽培品种则在开放农田高光条件下被长期选育。因此，研究人员以3个野生种群和3个栽培品种为材料，在3种光照强度（全光照约1000 μmol m^?2 s^?1、中等光约565 μmol m^?2 s^?1、低光约160 μmol m^?2 s^?1）下开展控制实验，测量营养、生理和繁殖性状，利用分层模型、反应范数斜率和多变量排序评估可塑性。研究结果显示，光照对植物表型有强烈影响，但驯化效应较弱且不统一。营养性状如叶面积、比叶面积（SLA）、叶数和叶质量对光强响应明显，而开花相关性状响应较弱。低光下植物表现出最明显的多变量表型位移，叶片更大更薄，但繁殖性能并未维持，果实产量在中度遮荫下稳定，在严重遮荫下较全光下降约92%。总体而言，驯化并未导致可塑性的一致降低，可塑性更多取决于性状和具体的种群或品种，且营养组分的可塑性表达强于繁殖组分。这些发现表明，评估可塑性的生物学后果应结合繁殖表现，而非仅看营养调整。

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