基因组大小（即单倍体细胞内核DNA总量，亦称“C值”）在生物界差异悬殊，其成因与演化意义是长期困扰学界的“C值悖论”之谜，并被《科学》列为125个前沿科学难题之一。该悖论的核心在于：基因组大小与生物复杂性无关，而传统的重复序列积累的观点，虽能解释变异的物质基础，却无法阐明其背后的演化动因与生态逻辑。在种间层面，既有观点认为存在针对大基因组的负选择压力，限制其无限扩张；亦有假说提出“大则不同”（“bigger is different”），暗示基因组扩大本身可能具有适应性意义。然而，这些争论尚缺乏种内水平的实证支撑，基因组大小变异的驱动因素与生态后果仍不明确。

为解答这一问题，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）星耀武团队以六倍体植物蔊菜（Rorippa indica）为模型（图1），不再视基因组大小为固定物种特征，而是将其作为可变的生态与演化性状加以探究。研究团队整合流式细胞实验、谱系地理学、重复序列组学及同质园相互移栽实验等，对来自97个蔊菜居群的952个个体进行系统研究。

结果表明，蔊菜基因组大小存在连续的种内自然变异，且与地理分布、气候梯度和谱系历史等显著相关：相较于北方温带谱系，热带谱系普遍拥有更大的基因组（图1）。基因组重复序列量化分析揭示，上述差异主要由45S rDNA和Ty1反转录转座子等特定重复序列的扩增所驱动。同质园实验将不同基因组大小的株系分别移植至西双版纳（热带）和昆明（温带），结果显示：在温度稳定的热带环境中，大基因组株系结实量更高，适应优势显著（图2）。

上述研究认为，基因组的“大”与“小”并非中性变异，而是自然选择塑造的不同适应性策略：基因组扩张是对相对稳定的热带环境的积极响应。相关成果以Intraspecific genome size variation in Rorippa indica reveals a tropical adaptation by genomic enlargement为题，发表于Physiologia Plantarum上，为理解植物种内基因组大小变异的生态与演化意义提供了关键证据。版纳植物园生物地理与生态学研究组韩廷申副研究员为第一作者，星耀武研究员为通讯作者。已毕业硕士研究生郑全晶、杜志强，“科创计划”本科生吕俊贤和项目聘用人员李思思等为该文的共同作者。

值得一提的是，蔊菜在我国是一种可食用的野生植物资源。历史上，朱熹的诗作《蔊》写道“小草有贞性，托根寒涧幽”，点明其喜湿的习性；杨万里的诗作《幼圃》及林洪在《山家清供》中的记载进一步表明，蔊菜被采撷、栽培和食用的历史，并形成如“建阳（今福建省南平市建阳区）种”等地方品种及“以沙卧蔊”的简易栽培法（图3）。至今，在版纳植物园所在的勐仑镇集市上，仍可见野生蔊菜售卖。此外，科研人员正尝试通过蔊菜与油菜的远缘杂交，探索其在油料作物改良中的应用潜力。综上所述，蔊菜作为一种区域性野生蔬菜及农作物野生近缘种，兼具科研价值与经济潜力，该研究为其后续的深入探索与开发利用奠定了基础。

 图1 (a)蔊菜实验照片；(b)基因组大小变异假说；(c) 蔊菜基因组大小分布格局

 图2 基因组大小种内变异的适应性演化模型

图3 南宋学者林洪 (1137-1162年)所著《山家清供》中关于蔊菜的记载