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植物保护学院在​紫茎泽兰入侵机理方面的研究取得重要进展

2022年10月20日 09:56  点击:[]

紫茎泽兰是一种世界恶性入侵杂草,其入侵对我国的经济和生态环境造成巨大损失,开展其入侵机理的研究具有重要意义。近期,植物保护学院桂富荣教授团队在中科院二区TOP期刊Frontiers in Plant Science(IF=6.627)连续发表两篇研究论文,揭示了入侵植物紫茎泽兰根际微生物在其入侵过程中对提高抗虫性、促进蔓延扩张及提升对本地植物的竞争力方面的重要作用。

一方面,该研究团队通过盆栽试验研究了根际芽孢杆菌群落对紫茎泽兰和其伴生植物香茶菜竞争生长的影响,发现紫茎泽兰根际土壤中芽孢杆菌的数量和多样性均高于香茶菜根际土壤,其中Bacillus indriensisBacillus toyonensisBacillus cereus丰度最高;紫茎泽兰能从入侵地土壤中选择性地积累芽孢杆菌以促进其竞争生长,从而增加其入侵扩张过程中的竞争优势。

另一方面,通过盆栽试验研究了接种两种优势丛枝菌根真菌(AMF)幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,CE)和缩隔球囊霉(Septoglomus constrictum,SC)对紫茎泽兰响应棉蚜取食的影响,发现棉蚜取食抑制了紫茎泽兰的生长,并提高了紫茎泽兰对棉蚜取食的应激性。而接种AMF的紫茎泽兰可通过增加生物量和营养物质含量来提高其耐受性,并通过增加抗氧化酶活性、防御性激素和次生代谢物含量来提高其对昆虫的抗性。C. etunicatum处理对紫茎泽兰根系侵染率显著大于S.constrictum处理;接种AMF对棉蚜存活率和产蚜数量均有显著的抑制作用,且C.etunicatum处理的抑制作用大于S.constrictum处理。本研究为揭示紫茎泽兰根际AMF在昆虫取食压力下增强紫茎泽兰的耐受性和化学防御能力提供了相应证据,并为从土壤微生物角度开展紫茎泽兰的防控提供新思路。

该研究得到了云南省绿色食品重大科技专项(生物灾害应急防控关键技术研究与应用,2019ZG00910)以及国家自然科学基金(31660546)、国家重点研发项目(2021YFD1400200)和云南省教育厅科学研究基金研究生项目(2022Y224)的资助。云南农业大学植物保护学院博士研究生杜鄂巍、陈亚平为论文的共同第一作者;桂富荣教授为通讯作者。


DOI号:10.3389/fpls.2022.882255;10.3389/fpls.2022.1015947

原文链接:

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.882255/full

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2022.1015947/full

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