孙燕,2021年9月以教授引入华中农业大学资源与环境学院生态系任教,获批国家青年科学基金项目(B类、C类)。研究领域为演化生态学,主要以气候变化和生物入侵为核心,综合运用分子生态学与数量遗传学等理论与技术,结合物种分布模型、种群动态模型,从性状进化角度,围绕外来植物入侵的“遗传机制、生态效应和防治策略”开展了系列研究。主持/参与过多项中国、瑞士、德国、欧盟的重大科研项目。相关成果在Ecology Letters、Global Change Biology、Nature Communications等发表SCI论文31篇(第一/通讯作者22篇),SCI累计引用4000余次。受邀担任Journal of Plant Ecology (中科院1区,IF 3.9)期刊编委。
报告摘要
气候变暖加剧生物入侵,外来入侵草害威胁全球生态环境安全。尽管生物防治被广泛采用,但在气候变暖下,入侵植物对天敌昆虫的防御生态进化机制仍不清楚,且在该进化背景下对植物-土壤反馈的生态响应缺乏实证,导致气候变化将如何改变生物防治效果仍不明确。该研究以豚草为研究对象,开展长期野外自然选择实验与同质园实验,通过贝叶斯层级因果框架整合基因组、代谢组与表型数据,解析了气候变暖和生物防治的协同作用。研究发现变暖使母代与子代遗传结构显著分化,子代进化趋同并增强生长与繁殖;天敌取食诱导子代上调次生代谢,防御增强而生长受抑,呈现防御-生长权衡。在变暖条件下,豚草既通过遗传变异强化生长,又利用跨代代谢可塑性提高对广聚萤叶甲的防御,导致生物防治效应减弱。变暖与取食共同重塑豚草后代遗传结构与土壤微生物群落,减弱负反馈。在生物防治下,负反馈维持种群遗传多样性及幼苗生长优势,增强入侵潜力;而变暖则通过调控植物遗传特征与土壤微生物互作,削弱负反馈,显著提升豚草向寒冷地区扩散。因果推断显示,变暖对基因组与性状的直接选择效应强于由微生物反馈介导的间接效应。在气候变暖和生物防治的共同作用下,豚草的入侵潜力可能扩大。