科技平台助力“未来科学家”项目——演化和气候生态位影响南亚热带禾本科植物的生殖物候多样性

作者:鼎湖山站  更新时间:2020-06-30

科技工作者在科学研究的同时,也肩负着培养未来科学家的重任,且不论性别。世界范围内,虽然从事科学研究的女性队伍日益壮大,但女性科研人员所占比例仍不足三分之一,顶级科学家中女性仅占一成。而中国科研相关的新闻报道中,还经常有类似“女状元频出,为何女科学家比例却越来越低?”的疑问。

加州大学伯克利分校与周凯旋基金会合作成立了Women in Science Program,旨在鼓励中国和美国的女科学家的在科学技术领域进行广泛的合作与交流。其中的“未来科学家”子项目,既是为了培养中国的未来科学家,也是为了鼓励更多女生成为科学家,给有志于科学事业的女生提供更多机会。鼎湖山站刘慧副研究员(女)在美国访学期间受加州大学伯克利分校Chau Hoi Shuen Foundation Women in Science Program陈苑博士(女)邀请,参与了2019年的伯克利“未来科学家”项目,指导来自上海闵行中学高一年级的五位同学(其中四位女生),开展关于演化和气候生态位影响南亚热带禾本科植物的生殖物候多样性的研究。

本研究充分利用国家生态科学数据中心的鼎湖山站数据平台、GBIF全球物种分布信息平台和WordClim全球气候数据共享平台,构建了南亚热带地区190种禾本科植物的生殖物候期、生活型(一年生或多年生)和光合类型(C3C4光合作用),及每个物种18个气候生态位参数的数据库。基于大量演化模型,发现演化史强烈影响开花开始时间(即演化保守性,亲缘关系越近,开花时间越相近),而对生殖期长短没有影响。生活型和光合类型对两个生殖物候性状的影响都具有交互作用,因此一年生C3植物最早开花,生殖期最长(图1)。同时发现气候生态位较宽的物种开花较早,生殖期较长。具体而言,年平均降水量范围最广和最冷月温度范围较大的物种开花更早,而年平均温度较高且最湿季降水范围较大的物种生殖期更长。本研究揭示了影响南亚热带禾本科开花时间和生殖期的具体因素,强调了物候研究中演化与生态的学科交叉,对预测目前气候变化下物种的响应具有重要意义。相关研究成果发表在生态学国际知名期刊Frontiers in Ecology and Evolution《生态学与演化前沿》(IF=2.69)。论文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2020.00181

开放的科技平台,是本项目顺利完成的关键。项目开展期间,由于受实验材料和地点、新冠疫情爆发等因素的限制,研究主要利用了网上可获取的数据资源,并以网上会议等形式推进。得益于鼎湖山科技实验平台的数据积累和多个全球数据共享平台,本项目才能顺利完成,并将研究成果以SCI论文形式发表。本项目是科研和教育与科技平台紧密结合的成果,全体作者也希望借此机会对相关的数据平台致以诚挚的感谢。

在未来的“大数据”时代,开放的科技实验平台,必将在科学研究、科普教育、知识传播等领域提供更多的技术支撑和数据支持。

本文于2020611日发布在中国科技资源资源共享网(测试版):https:// test.escience.org.cn/news/detail/? id=146109023c7966cc7f50b259c41a6e7d&code=work


图 南亚热带禾本科190个物种的生殖物候性状比较。

C3A:一年生C3植物;C3P:多年生C3植物;C4A:一年生C4植物;

C4P:多年生C4植物。取样量在(a)中箱线下方,四组开花开始时间(flowering onset)

和生殖期长短(reproductive period)多重比较的结果以字母标于箱线上方(字母不同表示差异显著)


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