為了應對不斷變化的環境，植物演化出各種策略，例如適應性策略（通過改變基因型），生態策略（通過表型可塑性）和資源分配策略（通過改變防御與生長/繁殖資源的分配）。這些策略使植物能夠適應不同地理范圍內的生物和非生物脅迫。為了應對原產地和入侵地之間以及緯度梯度上變化的生物和非生物脅迫，入侵植物可能會通過調節分配不同的次生代謝產物以促進其入侵成功。但是，目前尚不清楚入侵植物對草食動物的化學響應和對非生物環境的化學響應是否關聯以及如何關聯。
中國科學院武漢植物園入侵生態學學科組博士生肖轢在丁建清研究員的指導下，在原產地（中國）和入侵地（美國）的緯度上對入侵植物烏桕（Triadica sebifera）面臨的生物（昆蟲取食）和非生物（氣候、太陽輻射）因素進行調查與提取分析，并采集葉片樣品分析植物次生代謝（單寧和類黃酮）在原產地和入侵地的緯度梯度格局；對以往的同質園實驗中烏桕次生代謝產物（單寧和類黃酮）結果的Meta分析，探索入侵植物對不同環境變化的響應策略。
研究結果表明，原產地烏桕葉片單寧濃度和昆蟲（咀嚼式，刺吸式）的取食壓力要高于入侵地。單寧與類黃酮的分配在原產地隨緯度降低，而在入侵地沒有緯度梯度變化。對以往發表的同質園實驗中烏桕次生代謝物數據的分析表明，遺傳差異會導致原產地和入侵地之間的化學濃度差異。野外數據進一步表明，在原產地中國，烏桕次生代謝產物的緯度模式主要是對生物因子的表型可塑性響應，而在入侵地美國，次生代謝產物的緯度變化主要是對非生物環境的表型可塑性響應。
這些結果揭示了入侵植物可以調節其次生代謝產物的分配，減少用于防御生物壓力的化學物質，增加用于防御非生物脅迫的化學物質，從而促進其成功入侵。這些發現加深了我們對于入侵植物如何權衡不同次生化學反應來適應大的生物地理尺度上異質環境的理解。
本研究得到了國家重點研究發展計劃（2017YFC1200100）、國家自然科學基金（31770414，31470447，31822007）的支持，相關研究成果以“Chemical responses of an invasive plant to herbivory and abiotic environments reveal a novel invasion mechanism”為題發表在國際SCI期刊“Science of the Total Environment”上。 武漢植物園為第一作者單位。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969720339747?via%3Dihub
烏桕次生代謝產物（單寧和類黃酮）在入侵地（美國）原產地（中國）之間及其緯度梯度上的變化
