據中國農科院最新消息，該院深圳農業基因組研究所萬方浩、錢萬強和樊偉團隊聯合華南師范大學和華南農業大學，從多個角度研究被稱為“一分鐘一英里雜草”的薇甘菊（Mikania micranth），首度揭示了它在全球入侵過程中的環境適應性進化和快速生長的分子機制，為有效防治和管控其進一步入侵提供了理論依據。相關研究成果新近在線發表于《自然·通訊（Nature Communication）》。
據介紹，薇甘菊生長速度快，可攀爬、抑制或殺死其他植物，被稱為“生物多樣性終極殺手”；原產于中美洲和南美洲，隨后入侵東南亞、南太平洋的多個國家，已被列入世界上最有害的100種外來入侵物種之一，也是中國首批外來入侵物種。薇甘菊在我國已擴散到廣東、廣西、云南、海南等地，是華南地區危害最大的入侵植物之一，僅珠三角地區每年就因其泛濫造成生態經濟損失近10億元。
薇甘菊危害及全球分布圖
為從根本上解析薇甘菊快速生長和入侵的機制，研究團隊構建了染色體水平的高質量薇甘菊參考基因組，利用比較基因組學、代謝組學、轉錄組學和土壤宏基因組學技術，從薇甘菊的光合作用、化感物質、與土壤微生物作用等方面揭示了其快速生長和環境適應的分子機制。研究發現，薇甘菊大約3000萬年前與近緣物種向日葵分化，由于一次近期的全基因組二倍化和大量的片段復制事件，使其光合反應與暗反應、氮磷鉀的代謝和運輸等基因家族發生顯著的擴張。研究發現，薇甘菊屬于碳3植物，但可在白天和夜晚分別利用不同的光合途徑進行二氧化碳的固定，使其凈光合速率接近于碳4植物，充足的碳水化合物導致它的快速生長特性；同時，薇甘菊還可以通過自身的化感物質有效富集固氮菌和氨化細菌，加速了根際土壤的養分循環，為其快速的生長提供充足養分。
薇甘菊快速生長的分子機制
該成果為下一步從分子水平精準防控薇甘菊提供了理論依據，也為利用基因組學技術開展入侵生物防治、保障生態環境可持續發展提供了決策依據和技術支撐。
