Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự phân bố và khác biệt hình thái giữa cây sậy bản địa và cây sậy du nhập (Phragmites australis, Poaceae) ở Tây Canada
Tóm tắt
Phragmites australis (cây sậy thông thường) là một loại cỏ lâu năm phân bố rộng rãi trong các môi trường ngập nước, với các phân loài bản địa và du nhập khó phân biệt ở Bắc Mỹ. Chúng tôi đã xác định sự phong phú tương đối của các phân loài và phân bố của các haplotype DNA plastid ở British Columbia, Canada, tại giới hạn phân bố về phía tây bắc của cây sậy thông thường ở Bắc Mỹ. Trong số 203 mẫu được xác định phân loài sử dụng các dấu hiệu phân tử, chúng tôi chỉ nhận diện được 9 cây là phân loài du nhập ssp. australis; tất cả các mẫu còn lại đều là phân loài bản địa ssp. americanus. Hai phân loài này chỉ cùng tồn tại ở một địa điểm. Chúng tôi đã xác định được bốn haplotype bản địa (một haplotype phân bố rộng ở British Columbia và ba haplotype khác có phân bố địa phương hơn) và hai haplotype du nhập. Sử dụng các cây có haplotype đã biết, chúng tôi đã đánh giá tính hữu ích của các đặc điểm hình thái khác nhau và các kết hợp đặc điểm để phân biệt các phân loài bản địa và phân loài du nhập trong khu vực địa lý này. Không có đặc điểm hình thái đơn lẻ nào là đặc trưng, nhưng phân tích thành phần chính và các chỉ số nhận diện dựa trên các kết hợp của các đặc điểm đã phân tách nhất quán các phân loài bản địa và du nhập trong mẫu của chúng tôi. Các kết hợp hai hoặc ba đặc điểm về chiều dài lá lách, chiều dài bẹ và màu sắc anthocyanin của thân cây cho kết quả tách biệt tốt nhất. Những chỉ số này có thể giảm nhu cầu xác nhận các phân loài du nhập sử dụng các công cụ phân tử, tạo thuận lợi cho các nỗ lực giám sát và kiểm soát loại cây xâm lấn này.
Từ khóa
#Phragmites australis #cây sậy #phân loài bản địa #phân loài du nhập #phân bố #hình thái học #haplotype #DNA plastidTài liệu tham khảo
Brisson J, Paradis E, Bellavance M-E (2008) Evidence of sexual reproduction in the invasive common reed (Phragmites australis subsp. australis; Poaceae) in eastern Canada: a possible consequence of global warming? Rhodora 110:225–230
Catling PM (2007) Additional notes on the identification of alien Phragmites in Canada. Botanical Electronic News No 370. http://www.ou.edu/cas/botany-micro/ben/ben366.html
Catling PM, Mitrow G (2011) The recent spread and potential distribution of Phragmites australis subsp. australis in Canada. Canadian Field-Naturalist 125(2):95–104
Catling PM, Mitrow G, Black L (2007) Analysis of stem color and correlated morphological characters for grouping Phragmites (Poaceae) taxa in eastern Ontario. Rhodora 109:125–136
Clement M, Posada D, Crandall K (2000) TCS: a computer program to estimate gene genealogies. Molecular Ecology 9:1657–1660
Cronin JT, Bhattarai GP, Allen WJ, Meyerson LA (2015) Biogeography of a plant invasion: plant-herbivore interactions. Ecology 96:1115–1127
Douhovnikoff V, Hazelton ELG (2014) Clonal growth:invasion or stability? A comparative study of clonal architecture and diversity in native and introduced lineages of Phragmites australis (Poaceae). American Journal of Botany 101:1577–1584
Doyle JJ, Doyle JL (1987) A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 9:11–15
Guo W-Y, Lambertini C, Li X-Z, Meyerson LA, Brix H (2013) Invasion of old world Phragmites australis in the new world: precipitation and temperature patterns combined with human influences redesign the invasive niche. Global Change Biology 19:3406–3422
Hauber DP, Saltonstall K, White DA, Hood CS (2011) Genetic variation in the common reed, Phragmites australis, in the Mississippi River Delta marshes: evidence for multiple introductions. Estuaries and Coasts 34:851–862
Kettenring KM, de Blois S, Hauber DP (2012) Moving from a regional to a continental perspective of Phragmites australis invasion in North America. AoB PLANTS 2012: pls040. doi:10.1093/aobpla/pls040
Kettenring KM, Whigham DF, Hazelton ELG, Gallagher SK, Weiner HM (2015) Biotic resistance, disturbance, and mode of colonization impact the invasion of a widespread, introduced wetland grass. Ecological Applications 25:466–480
Kirk H, Paul J, Straka J, Freeland JR (2011) Long-distance dispersal and high genetic diversity are implicated in the invasive spread of the common reed, Phragmites australis (Poaceae), in northeastern North America. American Journal of Botany 98:1180–1190
Kulmatiski A, Beard KH, Meyerson LA, Gibson JR, Mock KE (2010) Nonnative Phragmites australis invasion into Utah wetlands. Western North American Naturalist 70:541–552
Lambert AM, Saltonstall K, Long R, Dudley TL (2016) Biogeography of Phragmites australis lineages in the southwestern United States. Biological Invasions 18:2597–2617
Lambertini C, Gustafsson MHG, Frydenberg J, Lissner J, Speranza M, Brix H (2006) A phylogeographic study of the cosmopolitan genus Phragmites (Poaceae) based on AFLPs. Plant Systematics and Evolution 258:161–182
Lambertini C, Mendelssohn IA, Gustafsson MHG, Oleson B, Riis T, Sorrell BK, Brix H (2012a) Tracing the origin of Gulf Coast Phragmites (Poaceae): a story of long-distance dispersal and hybridization. American Journal of Botany 99:538–551
Lambertini C, Sorrell BK, Riis T, Olesen B, Brix H (2012b) Exploring the borders of European Phragmites within a cosmopolitan genus. AoB plants 2012: pls020. doi:10.1093/aobpla/pls020
McCormick MK, Kettenring KM, Baron HM, Whigham DF (2010) Extent and reproductive mechanisms of Phragmites australis spread in brackish wetlands in Chesapeake Bay, Maryland (USA). Wetlands 30:67–74
Meyerson LA, Cronin JT (2013) Evidence for multiple introductions of Phragmites australis to North America: detection of a new non-native haplotype. Biological Invasions 15:2605–2608
Meyerson LA, Saltonstall K, Chambers RM (2009) Phragmites australis In eastern North America: a historical and ecological perspective. In: Silliman BR, Grosholz E, Bertness MD (eds) Human impacts on salt marshes: a global perspective. University of California Press, Berkeley and Los Angeles, pp 57–81
Meyerson LA, Viola DV, Brown RN (2010) Hybridization of invasive Phragmites australis with a native subspecies in North America. Biological Invasions 12:103–111
Orson RA (1999) A paleoecological assessment of Phragmites australis in New England tidal marshes: changes in plant community structure during the last few millennia. Biological Invasions 1:149–158
Paul J, Vachon N, Garroway CJ, Freeland JR (2010) Molecular data provide strong evidence of natural hybridization between native and introduced lineages of Phragmites australis in North America. Biological Invasions 12:2967–2973
Plut K, Paul J, Ciotir C, Major M, Freeland JR (2011) Origin of non-native Phragmites australis in North America, a common wetland invader. Fundamentals of Applied Limnology 179:121–129
Pyšek P, Hulme PE, Meyerson LA, Smith GF, Boatwright JS, Crouch NR, Figueiredo E, Foxcroft LC, Jarošík V, Richardson DM, Suda J, Wilson JRU (2013) Hitting the right target: taxonomic challenges for, and of, plant invasions. AoB PLANTS 5: plt042. doi:10.1093/aobpla/plt042
Saltonstall K (2002) Cryptic invasions by a non-native genotype of the common reed, Phragmites australis, into North America. Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) 99:2445–2449
Saltonstall K (2003a) Genetic variation among north American populations of Phragmites australis: implications for management. Estuaries 26:444–451
Saltonstall K (2003b) Microsatellite variation within and among north American lineages of Phragmites australis. Molecular Ecology 12:1689–1702
Saltonstall K (2003c) A rapid method for identifying the origin of north American Phragmites populations using RFLP analysis. Wetlands 23:1043–1047
Saltonstall K (2011) Remnant native Phragmites australis maintains genetic diversity despite multiple threats. Conservation Genetics 12:1027–1033
Saltonstall K (2016) The naming of Phragmites haplotypes. Biological Invasions 18:2433–2441
Saltonstall K, Hauber D (2007) Notes on Phragmites australis (Poaceae: Arundinoideae) in North America. Journal of the Botanical Research Institute of Texas 1(1):385–388
Saltonstall K, Peterson P, Soreng R (2004) Recognition of Phragmites australis subsp. americanus (Poaceae: Arundinoideae) in North America: evidence from morphological and genetic analysis. SIDA, Contributions to Botany 21(2):683–692
Saltonstall K, Castillo HE, Blossey B (2014) Confirmed field hybridization of native and introduced Phragmites australis (Poaceae) in North America. American Journal of Botany 101:211–215
Saltonstall K, Lambert AM, Rice N (2016) What happens in Vegas, better stay in Vegas: Phragmites australis hybrids in the Las Vegas wash. Biological Invasions 18:2463–2474
Swearingen J, Saltonstall K (2010) Phragmites field guide: distinguishing native and exotic forms of common reed (Phragmites australis) in the United States. Plant Conservation Alliance, Weeds Gone Wild http://www.nps.gov/plants/alien/pubs/index.htm
Taberlet P, Gielly L, Pautou G, Bouvet J (1991) Universal primers for amplification of three non-coding regions of chloroplast DNA. Plant Molecular Biology 17:1105–1109
Thompson JD, Gibson TJ, Plewniak F, Jeanmougin F, Higgins DG (1997) The ClustalX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools. Nucleic Acids Research 24:4876–4882
Vasquez EA, Glenn EP, Brown JJ, Guntenspergen GL, Nelson SG (2005) Salt tolerance underlies the cryptic invasion of north American salt marshes by an introduced haplotype of the common reed Phragmites australis (Poaceae). Marine Ecology Progress Series 298:1–8
Vasquez EA, Glenn EP, Guntenspergen GL, Brown JJ, Nelson SG (2006) Salt tolerance and osmotic adjustment of Spartina alterniflora (Poaceae) and the invasive M haplotype of Phragmites australis (Poaceae) along a salinity gradient. American Journal of Botany 93:1784–1790
Waterhouse AM, Procter JB, Martin DMA, Clamp M, Barton GJ (2009) Jalview version 2- a multiple sequence alignment editor and analysis workbench. Bioinformatics 25:1189–1191
Wu CA, Murray LA, Hefferman KE (2015) Evidence for natural hybridization between native and introduced lineages of Phragmites australis in the Chesapeake Bay watershed. American Journal of Botany 102:805–812