Een wetenschapper van de University of Rhode Island die de invasieve plant Phragmites bestudeert, maakte deel uit van een internationaal onderzoeksteam dat ontdekte dat de grootte van het genoom de belangrijkste factor is om te bepalen of een plant invasief zal worden.

Laura Meyerson, URI hoogleraar natuurkunde, zei:"onze resultaten zijn glashelder. Kleine genomen zijn de belangrijkste factor bij het bepalen van invasiviteit, tenminste voor Phragmites, maar waarschijnlijk ook voor veel andere soorten."

De resultaten van dit onderzoek zijn deze week gepubliceerd in het tijdschrift Ecologie .

In samenwerking met haar collega's Petr Pyšek en wijlen Jan Suda van het Instituut voor Plantkunde van de Tsjechische Academie van Wetenschappen en hun team, ze screenden 900 Phragmites-populaties van over de hele wereld en kozen 100 om te evalueren. De onderzoekers kweekten die planten in een gemeenschappelijke tuin in Tsjechië, waar ze ze aan dezelfde omgevingsomstandigheden blootstelden en regelmatig een breed scala aan eigenschappen maten, van nutriëntengehalte en bladtaaiheid tot plantchemie en gevoeligheid voor herbivoren.

Hoewel alle onderzochte planten van dezelfde soort waren, Phragmites australis, hun genoomgrootte varieerde van populatie tot populatie.

Volgens Meyerson, de senior auteur op het papier, hun resultaten suggereren dat planten met grote genomen alleen op beperkte locaties kunnen groeien. De afstamming van Phragmites uit de Golf van Mexico, bijvoorbeeld, die een groot genoom heeft, niet in staat is geweest om uit de Golfregio te komen, overwegende dat de Phragmites afkomstig uit Europa, die een klein genoom heeft, is zeer invasief in heel Noord-Amerika.

"Kleinere genomen zijn wendbaarder, "zei ze. "Ze kunnen groeien in variabele omgevingen en op bijna alle breedtegraden."

De bevindingen van het onderzoeksteam roepen de vraag op waarom planten met kleine genomen meer kans hebben om invasief te worden. Ze denkt dat ze het antwoord hebben.

"De belangrijkste theoretische reden heeft te maken met minimale generatietijd, " legde ze uit. "Het idee is dat een kleiner genoom sneller kan worden gerepliceerd dan een groter genoom. Dus als een plant zich in een stressvolle omgeving bevindt, het kan sneller worden gerepliceerd dan wanneer het een groter genoom zou hebben. Het heeft minder middelen nodig en kan zijn middelen snel gebruiken om zich voort te planten voordat zijn geluk opraakt.

"Anderzijds, een kleiner genoom betekent ook dat het genen kan verliezen die mogelijk gunstig zijn, " voegde Pyšek eraan toe, de eerste auteur van het artikel. "Dus er kan een afweging zijn."

Wetenschappers gebruiken flowcytometrie, een eenvoudige en goedkope technologie, om de grootte van het genoom van een plant te meten, en de snelheid en eenvoud van het proces biedt tal van toepassingen voor de resultaten van het onderzoek. Grensbeveiligers kunnen planten snel screenen op genoomgrootte voordat ze over de grens worden gebracht of in het land worden geïmporteerd. bijvoorbeeld.

"Het geeft ons een goedkoop instrument om hun invasieve potentieel te meten, ' zei Meyerson.

Ze gelooft ook dat het kan worden gebruikt om prioriteit te geven aan het beheer van bestaande invasieve populaties van gewoon riet en andere planten met dezelfde kenmerken van de genoomgrootte.

"Landbeheerders zouden invasieve populaties kunnen screenen op genoomgrootte, zodat ze hun middelen effectiever kunnen toewijzen om de meest invasieve soorten te beheren, " zei ze. "Door te bepalen of een populatie een bijzonder kleine genoomomvang heeft, ze zullen weten dat een bepaalde plant agressiever kan zijn en het doelwit moet zijn voor verwijdering."

Meyerson's volgende studies, in voortdurende nauwe samenwerking met onderzoekers uit de Tsjechische Republiek, zal voortbouwen op deze resultaten. Ze voert experimenten uit bij URI om te bepalen hoe omgevingsvariabelen zoals zoutgehalte en temperatuur interageren met planten van verschillende genoomgroottes en hoe plantchemie wordt beïnvloed door genoomgrootte. De voorlopige resultaten van die onderzoeken worden volgend jaar verwacht.