ISME | 增强互惠共生的获取和演变：一种未被重视的植物入侵成功机制？

植物入侵造成巨大的生态和经济损失，已经产生了几十种假设来解释一些非本地植物物种的增加和影响。一些假说认为生物互动的改变，特别是植物和它们相关的土壤生物群之间的互动，是决定植物入侵成功的关键因素。入侵植物可能逃避病原体，产生常住的本地植物和微生物群落所不知道的防御性和抗菌性化学物质，比竞争的本地物种更能从互惠共生者中获益，并与细菌和真菌形成新的互动，导致更快速的碳和营养循环。这些预测中，有许多是假设共同进化的关系被破坏，然而大多数关于植物-土壤生物相互作用的研究都发生在一个单一的范围内，并将非本地植物与本地植物进行比较。此外，迄今为止进行的范围比较往往集中在对抑制性生物群的逃避上，而我们对其他植物土壤-生物群相互作用的生物地理变化的信息有限。在这篇文章中，科研人员讨论敌人释放假说的反面，并询问植物入侵的成功是否与在非本地范围内找到新的和更强大的土壤互惠共生者有关，这是增强互惠共生假说（EMH）的基础。

2022年7月23日，国际权威学术期刊The ISME Journal 发表了西北农林科技大学盛敏和美国蒙大拿大学Ylva Lekberg（Nature Communications | 蒙大拿大学揭示氮磷施肥有利于植物土壤中的病原菌而非共生菌！）等团队合作的最新相关研究成果，题为Acquisition and evolution of enhanced mutualism—an underappreciated mechanism for invasive success?的研究论文。

土壤生物群可以决定植物的入侵性，但对不同地区的微生物群落组成和功能进行生物地理学比较是罕见的。科研人员比较了全球植物入侵者Conyza canadensis与跨越类似气候和土壤肥力梯度的原生和非原生地区的17个植物种群中的菌根真菌（AM）之间的相互作用。然后，科研人员在温室里种植了接种了本地范围内的AM真菌的幼苗。在田间，Conyza植物更大，更有繁殖力，并与非原生地中更密切相关的AM真菌分类群的丰富群落有关。在非原生地更丰富的真菌类群也与植物生物量呈正相关，而在原生地更丰富的类群似乎是寄生的。当来自两个地区的种群在温室中一起生长时，这些模式仍然存在；非本地种群培养了一个更丰富和更多样化的AM真菌群落，并选择了似乎更有互助性的AM真菌。科研人员的结果为在非本土范围内向增强的互惠共生进化提供了实验支持。这种新的关系和相互作用的快速进化可能有助于一些非本地植物物种的过度丰富和影响。

图1：所研究的Conyza种群的地理分布和田间表现

图2：在实地调查中，本地和非本地种群中与Conyza根部和根际相关的AM真菌群落

图3：AM定殖、AM真菌分类群相对丰度和Conyza田间表现之间的相关性

图4：在温室中生长的Conyza种群的根际土壤中的AM真菌群落

图5：AM定殖、AM真菌类群和Conyza温室性能之间的相关性

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