在加利福尼亚州的春季池塘中，寄生植物（Cuscuta howelliana）与其宿主植物（Eryngium castrense）的分布会随着水文周期的变化而发生变化

《Flora》：Endemic plant parasite ( Cuscuta howelliana) and host ( Eryngium castrense) vary along a hydroperiod gradient in California vernal pools

宿主-寄生虫互作沿水文梯度研究揭示春池生态系统中Cuscuta howelliana寄生模式与Eryngium castrense宿主特征的空间关联性，发现宿主密度增加导致特征降低，且感染率受水文期通过Cuscuta覆盖度间接调控。

　　

Tirzah Cochran | Madeline Baker | Jamie M. Kneitel

加利福尼亚州立大学萨克拉门托分校生物科学系，6000 J Street，萨克拉门托，CA 95819，美国

摘要

理解宿主-寄生虫相互作用是生态学中的一个核心问题。在自然生态系统中，植物宿主和寄生虫的分布及丰度往往研究较少。在加利福尼亚州，季节性湿地（即春池）是植物寄生虫Cuscuta howelliana（沼泽菟丝子）及其最常见宿主Eryngium castrense（郊狼蓟）的栖息地。先前的研究已经确定了这种相互作用及其对群落的影响，但关于它们的分布、丰度及感染模式的研究较少，同时也缺乏沿水文周期变化规律的研究。本研究通过两条样带上的5个随机样方对10个春池进行了采样。结果显示，Cuscuta和Eryngium在池内的分布均呈聚集状态。Cuscuta的覆盖度与淹没时间呈正相关，而Eryngium的性状（高度和花序数量）也与淹没时间呈正相关。Eryngium在较高密度下植株体型更小。当存在Cuscuta感染时，Eryngium的性状显著减弱，但不同池间存在较大差异。路径分析表明，水文周期通过直接和间接途径影响感染率，其中最强的路径是水文周期延长导致Cuscuta覆盖度增加，进而增加感染率。这些结果突显了寄生虫、宿主和环境之间的复杂相互作用，有助于理解这一濒危且物种多样的生态系统中寄生虫-宿主相互作用的空间生态学特征。

章节摘录

引言

寄生虫及其宿主的相对分布是生态学中的一个基本问题（Gsell等人，2023年），这对群落结构和生态系统功能具有重要影响（Watson 2009a，Tesitel等人，2021年；Watson等人，2022年；Scalon等人，2024年）。植物寄生虫及其宿主受多种因素影响，包括非生物条件、其他生物相互作用以及传播机制（Press和Phoenix，2005年；Watson，2009年；Zagorchev等人，2021年）。这些因素之间也可能相互影响。

方法

本研究在加利福尼亚州萨克拉门托县的Illa M. Collin保护区（Mather Field）进行，该地区为年度草地中的春池群落（图2C）。该地点春池中的常见物种包括Lasthenia fremontii A. Gray、Navarretia leucocephela ssp. leococephela Benth.、Downgingia bicornuta A. Gray和Triphysaria eriantha Benth.（Emery等人，2009年）。相比之下，草地基质主要由外来一年生草类占据。春池通常会在特定时期被水淹没。

结果

在所采样的池中，Cuscuta和Eryngium均表现出聚集分布特征（丰度方差/均值大于1；Eryngium为6.9，Cuscuta为30.4）。Eryngium的高度与每株植物的花序数量呈正相关（R2 = 0.596，P < 0.001，y = -2.75 + 0.8x；N）。Eryngium密度增加会导致其高度和花序数量显著下降，但这种关系较弱（花序数量：R2 = 0.10，P = 0.001，y = 10.97 - 0.06x；高度：R2 = 0.067，P = 0.013）。

讨论

本研究考察了加利福尼亚州春池中植物寄生虫Cuscuta howelliana及其宿主Eryngium castrense的分布和丰度随水文周期的变化情况。Eryngium的密度与水文周期无关，但在池边缘处其高度和花序数量最大，随着水文周期延长向池中心逐渐减少。相反，Cuscuta的覆盖度随水文周期延长而线性增加。

结论

Cuscuta howelliana是一种植物寄生虫，Eryngium castrense是其主要宿主，两者均为加利福尼亚州春池的特有物种。先前的研究表明Cuscuta的存在会降低Eryngium的覆盖度并增加物种多样性（Graffis和Kneitel，2015年）。本研究进一步揭示了沿自然水文周期变化的寄生虫-宿主相互作用机制。Cuscuta的覆盖度随水文周期延长而增加，其对Eryngium的感染率也随之上升。然而，Eryngium的某些性状（如高度）却受到相反影响。

未引用参考文献

Jongejans等人，2015年；Morand等人，1997年；NOAA；Rezvani，Sari?-Krsmanovi?；Saric-Krsmanovic等人，2017年；Watson，2009b；CNRFC，N.N.W.S.

作者贡献声明

Tirzah Cochran：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法论设计、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构建。Madeline Baker：撰写——审稿与编辑、数据验证、项目管理、方法论设计、研究实施、数据管理、概念构建。Jamie M. Kneitel：撰写——审稿与编辑、数据可视化、研究监督、资源协调、项目管理、方法论设计、数据分析