本研究由Jizhong Wan、Ayub M. O. Oduor、Robin Pouteau、Beilei Wang、Luxi Chen、Beifen Yang、Feihai Yu和Junmin Li等学者完成，作者分别来自中国台州大学浙江省植物进化生态学与保护重点实验室、青海大学青藏高原生态与农业国家重点实验室以及肯尼亚技术大学应用生物系等机构。该研究发表于国际学术期刊《Ecology and Evolution》2020年第10卷，论文DOI为10.1002/ece3.6303。
本研究属于生态学与进化生物学领域，聚焦于外来入侵植物的生态适应机制。外来植物的入侵对本地生物多样性和生态系统造成显著威胁，其入侵成功的原因和机制是学界长期关注的问题。多倍体化(polyploidy，即全基因组复制)被认为可能赋予植物新的性状，使其适应波动的环境或开发新的生态位。因此，多倍体化是否能赋予入侵植物更广泛的气候耐受性成为一个重要的科学问题。
Solidago canadensis（加拿大一枝黄花）作为一种原产北美洲但在中国及其他地区广泛入侵的植物，成为研究集中关注的对象。已有研究表明其在入侵中国的过程中具有显著的扩展能力，但是否通过多倍体化实现对更多气候带的耐受性尚未得到实验证实。
本研究的主要目标是揭示S. canadensis在其入侵区域和原产区域是否存在多倍体化比例差异，是否因多倍体化展现了更高的气候耐受性，以及是否克服了遗传创始效应。
研究包括以下主要部分：
通过实地调查，研究团队于2013至2016年在中国和北美收集了S. canadensis的野外种群，共计2051个样本，其中包括中国的1474个入侵个体和北美的577个原产个体。这些样本分布于61个入侵种群和19个原产种群，每个种群的样本数量介于5至33个之间，覆盖了湿润亚热带、湿润大陆性以及半干旱等不同气候带。
针对上述样本，研究者测量了植物的高度和茎基部直径，所有测量均来自于成熟植株，以保证性状对生长发育阶段的偏倚最小化。其中，高度和茎基部直径与植物的生态策略轴密切相关，是植物生态适应性的重要指标。
叶片样本采用流式细胞术检测倍性水平。研究团队开发了一种基于冰冷提取缓冲液、结合Propidium Iodide染色的改进方法，最终通过激光流式细胞仪测量PI-DNA复合体的荧光强度，从而区分二倍体(tetraploidy)、四倍体(hexaploidy)、六倍体(hexaploidy)的个体。
研究利用全球生物多样性信息设施（GBIF）中与S. canadensis分布相关的记录，结合场地采样，共分析2214个分布数据点，涵盖入侵区域（如中国、澳大利亚、新西兰和日本）及原产区域（北美和墨西哥）。通过主成分分析(PCA)将19个气候变量降维至两大主轴，分别解释了44%（PC1）和30%（PC2）的气候环境变化。
研究重点分析了样本的分子系统发育和种群遗传结构，通过两段叶绿体基因间隔区域（psbA-trnH与trnL-F），应用PCR测序获得序列数据，共得到536条序列。采用AMOVA分析种群内和种群间遗传变异，同时进行单倍型（haplotype）网络构建以明确种群间遗传关系，同时测试中入侵种群是否具有更高的遗传多样性。
研究发现，中国的入侵种群全部为六倍体(hexaploid)，而北美的原产种群则包括二倍体、四倍体和六倍体，其中混合倍性种群在原产区更为常见。
入侵种群的六倍体植株明显高于原产种群六倍体植株，茎基部直径也显著更大。同时，北美种群的六倍体个体在性状上也显著优于同区域种群的二倍体个体。
主成分分析揭示了入侵种群与原产种群所偏好的气候显著不同，入侵种群主要分布在更暖、更季节性较弱的区域，但倍性水平与气候耐受性之间未观察到显著相关性。六倍体分布气候宽度与二倍体相似。
尽管入侵种群的单倍型数量显著少于原产种群，但两者的单倍型多样性与核苷酸多样性相当。入侵种群更大比例的遗传变异集中于种群内，表明多次引入可能减弱了创始效应。
本研究表明，多倍体化并未显著扩展S. canadensis的气候耐受性；相反，该物种的入侵能力可能更依赖于遗传变异的组合与生态适应策略的选择。研究强化了多次引入对减弱创始效应的重要性，同时揭示了入侵植物在形态性状上的显著差异及其潜在环境适应机制。
研究方法中结合了场地采样、分子遗传分析和分布气候建模，提供了一套全面的分析框架，为将来的入侵植物研究提供重要参考。此外，本研究亦提出需要更多实验性方法，如跨区域多点试验和基因组水平探讨，进一步揭示倍性及遗传变异如何驱动物种入侵生态扩展。