2月24日，西北农林科技大学农学院贺道华团队联合石河子大学张亚黎团队及澳大利亚西悉尼大学Ian J. Wright院士团队在Plant Cell & Environment期刊在线发表了题为“Network architecture of leaf trait correlations has shifted following crop domestication”的研究论文，揭示了作物驯化过程中叶片性状关联网络结构性变异与生长策略优化。西北农林科技大学农学院为第一完成单位，青年教师雷长英为论文第一作者。
驯化是由生物互利共生驱动的协同进化过程，作物驯化涉及叶片功能性状之间关联性变化，特别是影响植物适应性、生长和生存的性状，这些性状间权衡关系被总结归纳为植物叶片经济谱。然而，关于驯化是否通过驱动性状关联网络结构变异来优化碳收益，目前仍知之甚少。本文通过收集54个野生和栽培种作物叶片功能、生化及形态性状数据，分析发现作物通常位于全球经济谱的快速投资收益末端，表现为较小比叶重、较高单位质量光合速率以及叶片氮磷含量。作物通常生长在资源充足的农田环境中，因此倾向于聚集在经济谱的快速资源获取末端，将资源高效地转化为生物量和经济产量。
由一系列节点和连线构建的性状网络不仅可以提供描述性状间整合相关性模式的参数，还可以识别重要的“枢纽”性状。研究发现驯化增加了性状关联网络中模块数量，多元化关联使植物能够向更快的资源利用策略进化。因此，驯化似乎触发了许多独立维度的形成，这些维度具有大量的区域内连接，但性状网络外的依赖性缺很少。性状网络结构变化（模块数量、枢纽性状及相关性数量）与人工选择引发的驯化综合征一致。总而言之，驯化在调整功能性状网络中发挥了重要作用，但这一作用此前一直被忽视。
野生和栽培种作物叶片性状网络分析
性状关联网络中野生和栽培种叶片比叶重保守性枢纽作用可能源于其在调节其他性状回报叶片构建成本的重要贡献。驯化通过选择了更高光合速率、更大叶面积和较小比叶重等关联性状组合，提高了农田资源投入碳增益。总之，本研究为功能性状共变响应过程（包括古代进化、有意和无意的驯化选择和育种以及对农田环境适应过程）提供了新见解。我们认为快速投资收益策略转变与性状关联间相互协调，这对理解作物驯化过程中性状共变模式具有重要意义。
野生和栽培种叶片光合性状相关性分析
本研究得到天山英才培养计划科技创新人才项目、新疆生产建设兵团自然科学基金（2024DA002）、国家自然科学基金青年项目（32301956）、新疆棉花产业体系智慧栽培岗位科学家（XJARS-03）、111计划（D20018）、中国博士后科学基金面上项目（2024M762640）和西北农林科技大学博士科研启动费（2452023053）资金资助。Ian J. Wright感谢澳大利亚研究理事会资金资助（CE200100015）。
论文链接：
https://doi.org/10.1111/pce.15443
来源：西北农林科技大学
