辛国荣教授课题组揭示丛枝菌根真菌帮助金盏银盘抵御外来种入侵

        12月1日，我院辛国荣教授课题组在农林科学领域知名期刊Plant Soil（IF=3.259）上发表了题为“Do arbuscular mycorrhizal fungi help the native species Bidens biternata resist the invasion of Bidens alba”的学术论文。该项研究选用金盏银盘作为本地种，白花鬼针草作为外来种，探究丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF）对外来种和本地种的竞争有何影响。论文第一作者是课题组硕士研究生程俊康同学，辛国荣教授为该论文通讯作者。该项工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、中山大学张宏达科学研究基金项目的资助。

        白花鬼针草作为华南地区广泛入侵的恶性杂草，对入侵地区的生物多样性及生态系统稳定性造成了极大影响。近年来研究结果表明，土壤微生物在植物入侵过程中发挥着重要作用。而目前针对白花鬼针草的研究仅限于其生长特性，入侵特点以及防控措施，缺乏相关微生物机制。丛枝菌根真菌是一类共生真菌，能够与80％以上的陆生植物形成共生机构，提高植物生长发育、养分吸收能力以及逆境抗性等。但是在AMF影响入侵种和本地种竞争的众多研究中，结果并不统一。该研究将白花鬼针草和金盏银盘分别单种，以及按不同播种比例混种。通过测定分析不同处理下植物的AMF侵染率、生物量、相对竞争能力以及菌根依赖性，来探究AMF在两种植物竞争中扮演的角色。结果表明，白花鬼针草对金盏银盘存在显著的抑制作用，但在接种AMF的处理组中，抑制作用不再存在。甚至在播种比例为白花鬼针草：金盏银盘=1:3的处理中，竞争优势由于AMF的接种发生了逆转，本地种金盏银盘占据了上风。在植物养分的结果中，接种AMF的混种处理组中，金盏银盘地下部的磷含量显著提高。这样的结果表明，AMF能够通过提高本地种金盏银盘地下部磷元素的吸收能力，从而提高其竞争能力，抵御外来种白花鬼针草的入侵。

图1 不同混种比例下，接种AMF（GM）和不接种AMF（CK）组之间金盏银盘地上部和地下部生物量比较

表1 不同混种比例下，接种AMF（GM）和不接种AMF（CK）组之间两个物种竞争能力比较

        该研究为白花鬼针草的控制防范提供了新的思路，AMF帮助金盏银盘抵御白花鬼针草入侵的结果为使用菌剂进行生物防控的方法提供了可能性。

论文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-019-04297-2