New Phytologist | 研究揭示病原线虫侵染影响植物竞争环境中根瘤菌的丰度!

病原体，包括大型寄生虫，可以在分类学科水平内部和跨科表现出广泛的宿主特异性。广谱病原体影响多种宿主的病原体，是自然系统中普遍存在的重要组成部分。尽管它们普遍存在，但仍然难以预测它们对宿主群落生态影响，因为广谱病原体可以产生多种直接影响（两个物种之间发生的任何积极或消极的相互作用），以及独特的间接影响（当丰度改变时，一个物种被另一个物种影响，然后影响第三个物种）跨越多个物种。例如，当宿主对广谱病原体的抵抗力（跨物种的平均病原体负荷）或耐受性（宿主如何随着病原体负荷增加而变化）不同时，宿主竞争结果可能取决于直接影响。除了病原体负荷的直接影响外，当感染引起宿主的系统反应影响其他相关病原体和共生体时，也可能发生病原体的间接影响。

2021年12月25日，国际权威学术期刊New Phytologist发表了美国匹兹堡大学Sara Kuebbing团队的最新相关研究成果，题为A generalist nematode destabilizes plant competition: no evidence for direct effects, but strong evidence for indirect effects on rhizobia abundance的研究论文。

量化病原体负荷和共生丰度的困难限制了我们将病害动态与宿主群落生态联系起来的能力。例如，很少有研究关于不同的病原体负荷如何来驱动宿主竞争结果。此外，虽然已知病原体侵染会影响共生菌，但很少探究病原体对宿主竞争环境中共生菌丰度的影响程度。本研究在植物-根瘤菌-线虫系统中测试了这两种机制。在广谱寄生线虫-根结线虫接种/未接种条件下，科研人员将豆科苜蓿与种内和种间植物竞争者配对。植物生物量的相对变化用于确定线虫接种如何影响植物竞争结果。科研人员计算线虫瘿数以测试寄生对植物竞争的直接影响，以及通过计算根瘤数检验线虫对根瘤菌丰度的间接影响。尽管在竞争处理中线虫负荷相似，但寄生仍不稳定。在与种内竞争相比，线虫接种减少了蒺藜苜蓿的结瘤，增加了三叶草的结瘤，并且对鹧鸪豌豆的结瘤没有影响。结果没有支持线虫负荷对竞争结果的假设直接影响，但线虫接种对根瘤菌丰度存在强烈但特殊的间接影响。

图1. 假设不同病原体负荷对由两种寄主植物和一种广谱寄生线虫组成的群落竞争结果的直接影响

图2. 无论是与豆科植物还是非豆科植物配对，线虫接种都不稳定

图3. 在种内竞争期间，线虫接种减少了苜蓿上的根瘤菌结瘤，但不影响三叶草的结瘤

图4. 在没有线虫的情况下，苜蓿每克根中的根瘤平均比它们的种间竞争者多

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