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武汉植物园在植物入侵与土壤微生物纬度梯度格局研究中取得重要进展

2018-07-20 | 来源:入侵植物学学科组 何敏艳| 【  

    研究入侵植物与植食性昆虫和土壤微生物互作的纬度梯度格局对于揭示和预测外来生物入侵过程和态势极为重要。近年来,武汉植物园入侵植物学学科组以我国入侵植物空心莲子草、本土植物莲子草及引入的生防天敌昆虫莲草直胸跳甲为研究系统,开展了沿纬度梯度(22°N~36.6°N野外调查和室内实验,发现了入侵植物受植物性昆虫危害以及生物防治非靶标效应沿纬度梯度的一系列变化规律(Lu et al, Global Change Biology2013; Ecology Letters 2015; New Phytologist 2016)。外来入侵植物可通过破坏土著植物与土壤微生物间的共生关系,改变本地微生物群落结构和功能等途径,直接影响本地和外来植物的适合度及两者的竞争关系进而成功入侵。土壤微生物对植物的影响也可以通过食物链对地表植食性昆虫产生级联效应,间接调控外来植物的入侵。 

  最近,该学科组探讨不同纬度带空心莲子草和莲子草根际土壤微生物群落结构变化,及该变化对两种植物莲草直胸跳甲互作的影响。发现土壤微生物群落结构由于气候和土壤自身理化性质的不同呈现出纬度梯度变化趋势。土壤根结线虫和潜在的土壤致病真菌多样性沿纬度梯度成下降趋势。控制试验发现,本地植物莲子草的生物量、种子数以及饲喂的莲草直胸跳甲沿纬度梯度均呈上升趋势,而入侵植物空心莲子草则无明显的纬度梯度变化这些结果表明入侵植物、本地植物以及地上昆虫对不同纬度梯度根际土壤的响应各不相同。因此,探讨不同纬度梯度土壤微生物群落结构变化如何影响入侵植物、本土植物及地上植食者的互作关系对于指导入侵生物治理和生物多样性保护具重要理论意义和实践价值。  

  本研究得到国家重点研发项目(2017YFC1200100),国家自然科学基金(313705473157054031400369),湖北省自然科学基金(2017CFA073)的资助,研究成果以Latitudinal variation in soil biota: testing the biotic interaction hypothesis with an invasive plant and a native congener为题发表在Nature 子刊 The ISME Journal (国际微生物生态学会会刊, 影响因子9.5)上。武汉植物园为第一作者单位,卢新民和何敏艳为共同第一作者,卢新民和丁建清为共同通讯作者。 

  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41396-018-0219-5 

 

纬度梯度土壤微生物影响植物入侵路径分析图

 
  附件
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