Inbreeding depression, functional traits and phenotypic plasticity in an endangered tree species with a mixed mating system

IF 5.6 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2025-06-12 DOI:10.1111/1365-2745.70082

Jean Pierre Ngongo, Chadrack Kafuti, Hans Beeckman, Léopold Ndjele, Espoir Ibrahim, Crispin Ilunga-Mulala, Hulda Hatakiwe, Yves Brostaux, Dieu-Merci Assumani Angbonda, Thomas Drouet, Nils Bourland, Olivier J. Hardy

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濒危树种混合交配系统近交抑制、功能性状和表型可塑性

大多数树种都可能遭受近亲繁殖抑制（ID），它们主要通过异种杂交繁殖来逃避这种抑制。一个显著的例外是皮槠，这是一种非洲木材，在刚果盆地东部自然产生54%的自受精种子。这个物种被高度砍伐，遭受自然再生的缺陷，因此需要造林来实现其可持续管理。虽然选择优良的遗传物质可以增加人工林的价值，但我们对近亲繁殖和竞争对生长潜力、叶片性状变异和表型可塑性（PP）的影响缺乏基本的生物学知识。我们推测，白杨的ID可能是由于影响功能性状的有害突变的表达，或者是由于自交基因型中适应性PP的减少。为了验证我们的假设，在Nelder - type装置中对540棵白杨幼苗进行了4年的监测，其中树木沿着同心圆种植以产生密度梯度。定期测定60株叶片的9个形态性状（包括比叶面积、气孔密度和大小）、8个叶片化学性状、直径和总高，通过亲本分析区分近交系和远交系。为了解释观察到的生长ID，我们测试了近亲繁殖是否影响叶片性状和/或它们在不同年份、密度梯度或阳光照射下表达的可塑性。近交系植物比近交系植物生长得快，在每个竞争水平上都显示出ID。尽管比LA与生长显著相关，且种植密度、株龄和叶片日照对多个性状的影响显著，但叶片平均性状值在近交系间无显著差异。但部分叶片性状（叶绿素含量、气孔最大水汽导度和叶片鲜质量）的可塑性显著高于自交系。合成。观察到的生长性状的ID不能用近交对叶片性状平均值的直接影响来解释，而可能是近交降低了PP。对ID、功能性状和可塑性之间相互作用的进一步研究应在种内水平上进行，以确定一般模式。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.