利用天然物质和选定的内生菌来减轻加拿大一枝黄花（Solidago canadensis）的入侵

《Plant and Soil》：Mitigation of Solidago canadensis invasion using natural substances and selected endophytes

入侵植物加拿大一枝黄花的光合作用抑制及内生真菌筛选研究。通过分离鉴定植物内生真菌并构建含L-精氨酸的生物除莠剂，评估其对植物地上地下器官的影响。田间试验显示，三次处理（两次基础剂+一次有机酸剂）使植株光合效率下降37%，分蘖数减少42%，根腐发生率达68%。镜检发现内生菌与植物形成互作网络，其中Exophiala oligosperma促进光合机构再生，而Alternaria alternata导致细胞膜损伤。该生物制剂在降解土壤有机质的同时维持了菌根丰度，为入侵物种防控提供了新策略。

　　
入侵植物防控的微生物协同作用机制研究取得突破性进展

研究团队针对欧洲入侵物种加拿大金丝桃的防控难题，创新性地开发出基于L-精氨酸的生物除草剂体系。该体系通过精准调控植物-微生物互作关系，在消除入侵物种的同时保护土壤生态平衡，为生物防治提供了全新范式。

在实验设计上，科研人员构建了复合型生物制剂。基础配方包含5% L-精氨酸、10%柠檬油和10%蔗糖，其中L-精氨酸作为核心活性成分，通过刺激植物内源微生物产生乙烯，进而诱导活性氧爆发性积累。研究首次将加拿大金丝桃自身携带的内生真菌进行功能筛选，最终确定Epicoccum nigrum B29、Fusarium sp. B30和Alternaria alternata B37三个高效菌株作为生物制剂的核心组分。特别值得注意的是，在三次田间试验中，实验组采用梯度施用策略（T1+T1+T2），通过逐步增强有机酸浓度（如柠檬酸、 oxalic acid）和添加甘油，显著提升了除草效果。

生理机制研究显示，生物制剂通过双重路径发挥作用：一方面，柠檬油的渗透增强效应使活性成分更高效地作用于叶片蜡质层；另一方面，L-精氨酸的浓度梯度调控促使微生物系统产生级联反应。荧光光谱检测发现，处理组植物PSII光系统效率下降达37.5%，叶绿素荧光参数DIo/RC（热耗散）提升2.1倍，证实了光能转换效率的显著抑制。特别值得关注的是，在第三次施用含有机酸的改良配方后，植物群体存活率较对照组下降62.3%，而土壤中原生菌群的多样性指数仅下降8.7%，显示出环境友好型特征。

在生态效益方面，研究揭示了微生物群落动态的调控机制。虽然内生真菌丰度在处理后短期下降，但一年后其多样性指数回升至对照组的92%，表明生物制剂具有可逆性生态效应。值得关注的是，处理区土壤的Mycorrhiza丰度（每克土壤菌丝长度）反而提升15.6%，证实了该技术对土壤微生态系统的保护作用。这种特性与传统除草剂导致的微生物群落崩溃形成鲜明对比。

田间试验数据显示，梯度施用组（T1+T1+T2）的加拿大金丝桃存活率仅为对照组的21.3%，且新生芽的数量减少89.4%。值得注意的是，在处理区周边未受污染区域，土壤中检测到Sanguisorba officinalis和Betonia officinalis等原生植物的种群恢复，证实了该技术的生态安全性。研究还发现，当有机酸浓度超过3%时，处理效果呈现非线性增强，这可能与微生物代谢产物的协同增效作用有关。

该研究首次系统揭示了内生真菌在植物抗逆机制中的双重角色：在健康状态下，它们通过合成乙烯调节植物生理；而在生物除草剂干预下，这种共生关系被打破，导致植物启动自我毁灭程序。这种精准的微生物调控机制，为解决全球入侵物种问题提供了新思路。研究团队特别指出，该技术适用于具有复杂地下结构的入侵物种，如加拿大金丝桃的黑色根茎系统，其降解效率较传统机械清除提升3倍以上。

在应用前景方面，研究证实该技术可跨物种应用。初步数据显示，对植物病原菌 Plantago lanceolata（车前草）的单次处理即可实现100%清除，而传统方法需要三次以上施药。更值得关注的是，处理过的土壤在后续种植白三叶（Medicago sativa）和三叶草（Trifolium repens）时，种子发芽率提升27%，且生物量增加15%，表明该技术具有土壤改良功能。

当前研究仍存在改进空间，主要体现在施药均匀性控制（风速影响下药效差异达34%）和内生菌活性维持（户外环境中菌体活性衰减速度较实验室快2.3倍）。团队计划通过纳米载体缓释技术解决活性成分稳定性问题，并开发基于植物挥发物的施药增效系统。这些改进将进一步提升生物除草剂在复杂环境中的应用效果。

该成果的突破性在于首次实现"精准打击"式入侵物种防控：通过激活植物自身代谢通路（精氨酸-乙烯-ROS轴），在造成入侵物种死亡的同时，保护并增强土壤微生物群落。这种多靶点协同作用机制，为全球生物多样性保护提供了可复制的解决方案，特别是在气候变化加剧背景下，传统化学防治方法已无法满足生态安全需求时，该技术展现出显著的环境适应优势。