入侵植物紫茎泽兰通过聚集有益细菌减轻化感自毒作用

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很多外来入侵种分泌化感物质对自己不产生化感作用但是对其周围的植物产生化感作用,从而获得竞争上的优势,促使其成功入侵。但是很多化感物质不仅对其它植物产生化感作用,还同时对自身有很强的自毒作用。化感物质可能会被土壤微生物所降解或者其它植物已经进化适应化感物质的化感作用。本文研究外来入侵物种紫茎泽兰(Ageratina adenophora)是否聚集了有益微生物来减轻自己分泌的化感物质二香豆酸葡萄糖苷的自毒作用。主要结果如下:1.在入侵土壤中紫茎泽兰的种子萌发率显示出植物-土壤的正反馈关系,而其它三种测试植物苜蓿(Medicagosativa)、林泽兰(Eupatorium lindleyanum)和早熟禾(Poa annua)在入侵土壤和本地土壤中都没有明显植物-土壤的负反馈作用。2.分离的二种有益细菌枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)和巨大芽胞杆菌(Bacillus megatherium)的数量都随着与紫茎泽兰距离的增加而减少,即这二种菌的数量在入侵土壤最多,其次是混和土壤,而在本地土壤中数量最少。3.枯草芽胞杆菌和巨大芽胞杆菌的生长对化感物质二香豆酸葡萄糖苷的化感作用不敏感。4.二香豆酸葡萄糖苷溶于水中或者是直接添加到土壤中都对苜蓿、林泽兰和早熟禾种子萌发和幼苗生长产生强烈的化感作用,同时对紫茎泽兰种子萌发和幼苗生长产生强烈的自毒作用。5.单独添加或者同时添加枯草芽胞杆菌和巨大芽胞杆菌在水溶液中和土壤中都极大的减轻二香豆酸葡萄糖苷对上述四种植物种子萌发和幼苗生长的化感作用,表明这些有益菌能够降解二香豆酸葡萄糖苷。6.液相色谱分析结果表明单独添加或者同时添加枯草芽胞杆菌和巨大芽胞杆菌能在短期内(48-96h)完全降解二香豆酸葡萄糖苷。总之,紫茎泽兰聚积了土壤有益微生物枯草芽胞杆菌和巨大芽胞杆菌对其植物种子萌发提供植物-土壤的正反馈效应,同时通过这二种有益微生物对自身产生的化感物质的降解作用减轻化感物质对自身植物种子萌发和幼苗生长的自毒影响,从而获得比其它本地植物的竞争优势,促使其成功入侵。
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