氮沉降量的增加可能会通过干扰植物与病原体之间的相互作用，从而促进入侵植物物种的扩散

《Journal of Ecology》：Increased nitrogen deposition may facilitate an invasive plant species through interfering plant–pathogen interactions

研究探讨大气氮沉降对入侵植物喜旱莲子草与本地种莲子草的病原菌抗性及入侵机制的影响。通过野外调查和实验室模拟，发现喜旱莲子草在氮沉降条件下抗病性更强，因叶片黄酮增加及叶际微生物拮抗作用，促进其竞争优势，揭示氮沉降通过调节植-病原-微生物互作增强入侵性的机制。

　　

摘要

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1. 人类活动加剧了大气中的氮沉降, 这不仅影响了入侵植物的生长及其对植食性动物的抗性, 还可能促进了它们的入侵成功。然而, 在生物入侵的背景下, 大气氮沉降加剧在多大程度上影响植物与病原菌的相互作用, 以及其中涉及的机制, 仍有待研究。
2. 本研究首先调查了在不同大气氮沉降水平的陆生生境中, 入侵杂草Alternanthera philoxeroides与其本地近缘种Alternanthera sessilis在叶片病斑面积上的差异。此外, 通过温室单种栽培和竞争实验, 在人工接种叶部病原菌后, 评估了这两个物种在模拟氮沉降条件下, 其对病原菌的抗性和竞争能力的变化。最后, 还分析了两个物种叶片防御性化合物含量和叶际微生物多样性的变化, 以阐明相关机制。
3. 研究结果表明, 无论是在野外还是实验室条件下, A. philoxeroides都比A. sessilis表现出更强的病原菌抗性。在野外, 两个物种的叶片病斑面积与大气氮沉降水平呈负相关; 在实验室中, 则与叶片氮含量呈负相关。进一步的化学分析和体外毒性评估显示, A. philoxeroides病原菌抗性的增强可能得益于其叶片总黄酮含量的增加, 以及在其内生叶际中招募了拮抗性微生物。竞争实验进一步证明, 在氮沉降增加的情况下, 病原菌感染在很大程度上提升了A. philoxeroides相对于A. sessilis的竞争优势。
4. 综合来看, 这些发现表明, 大气氮沉降加剧可能通过影响A. philoxeroides与病原菌的相互作用关系, 从而增强该植物的入侵性。

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1. 人为活动加剧了大气氮沉降, 这不仅影响入侵植物的生长及其对植食性动物的抗性, 还可能促进它们的入侵成功。然而, 在生物入侵的背景下, 大气氮沉降加剧在多大程度上影响植物与病原菌的相互作用, 以及其中涉及的机制, 仍有待研究。
2. 本研究首先调查了在不同大气氮沉降水平的陆生生境中, 入侵杂草Alternanthera philoxeroides与其本地近缘种Alternanthera sessilis在叶片病斑面积上的差异。此外, 通过温室单种栽培和竞争实验, 在人工接种叶部病原菌后, 评估了这两个物种在模拟氮沉降条件下, 其对病原菌的抗性和竞争能力的变化。最后, 还分析了两个物种叶片防御性化合物含量和叶际微生物多样性的变化, 以阐明相关机制。
3. 研究结果表明, A. philoxeroides在野外和实验室条件下都表现出比A. sessilis更强的病原菌抗性。在野外, 两个物种的叶片病斑面积与大气氮沉降水平呈负相关; 在实验室中, 则与叶片氮含量呈负相关。进一步的化学分析和体外毒性评估显示, A. philoxeroides病原菌抗性的增强可能得益于其叶片总黄酮含量的增加, 以及在其内生叶际中招募了拮抗性微生物。竞争实验进一步证明, 在氮沉降增加的情况下, 病原菌感染在很大程度上提升了A. philoxeroides相对于A. sessilis的竞争优势。
4. 综上所述, 这些发现表明, 大气氮沉降加剧可能通过影响A. philoxeroides与病原菌的相互作用关系, 从而增强该植物的入侵性。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。