入侵植物'在本地植物叶片和土壤接种物处理下生长表现差异的代谢响应与微生物群落组装

《Plant and Soil》：Metabolic response and microbial assembly in the invader Ageratina adenophora with contrasting growth under local plant leaf and soil inoculants

　　

摘要

研究目的

外来植物入侵涉及与本地植物的相互作用。然而，入侵植物微甘菊（Ageratina adenophora）如何从本地植物中选择性富集地上和地下微生物、改变自身代谢物，从而调控其生长，目前仍不清楚。

研究方法

研究对接受叶片或土壤接种物后表现出促进生长或抑制生长的A. adenophora幼苗进行了微生物和代谢物分析。

研究结果

叶片接种诱导了谷胱甘肽代谢、异黄酮生物合成和碳代谢，而土壤接种则触发了角质、木栓和蜡质生物合成以及亚油酸和花生四烯酸代谢。关键差异微生物包括类芽孢杆菌属（Paenibacillus），该菌在促进生长和抑制生长的幼苗中均高度富集。芽孢杆菌属（Bacillus）在大多数情况下与促进生长相关，但在土壤接种的根系中与生长呈负相关。抑制生长的幼苗以防御相关途径为特征，如半胱氨酸和甲硫氨酸代谢，而促进生长的幼苗则表现出与生长相关的途径，如色氨酸和精氨酸生物合成。在受抑制的幼苗中，微生物与防御相关脂质代谢物呈正相关；在促进生长的幼苗中，包括香豆素和黄酮类化合物在内的防御代谢物与微生物呈负相关。综上所述，入侵者微甘菊选择性富集了调控宿主资源分配的本地微生物，从而驱动差异化的生长响应。

结论

本研究通过促进或阻碍入侵的过程，为理解外来植物与微生物的相互作用提供了重要见解。