神奇的锈菌：治理喜马拉雅凤仙花入侵的生物武器！绿会外来入侵物种工作组讯（IAS-023）
“此之蜜饯，彼之砒霜”这句老话，形容了不同的物品或事物在不同的环境下，可能会产生截然不同的结果或影响。对于许多植物来说，其实也是如此。有些植物在某些地方可能被人们欣赏和喜爱，但在另外一个地方可能成为外来入侵物种，对当地生态系统造成危害。
喜马拉雅凤仙花（英文名：Himalayan balsam，拉丁学名：Impatiens glandulifera）就是一个典型的例子。喜马拉雅凤仙花是一种高大而漂亮的植物，原产于喜马拉雅山脉地区。它有着高颜值：鲜艳的粉红偏紫色的花朵，喇叭状，宛如一群小精灵在欢快地歌唱。翠绿的叶子整齐地排列在茎上，生机勃勃。它长有一根粗壮、空心的茎，花朵呈喇叭形，色彩为粉红色或白色，叶子呈椭圆形状，翠绿欲滴。整体上，给人一种优雅而吸引人的感觉。由于其美丽和独特性，喜马拉雅凤仙花被引入到世界上其他的一些地方，作为观赏植物，受到了人们的喜爱。
然而，随着时间的推移，喜马拉雅凤仙花逐渐逃离人们的控制，迅速扩散到野外，成为了一种严重威胁当地生态的外来入侵植物。它会以茂密的姿态生长，高达2米。它们常常成群结队地生长在一起，形成了茂密的景象，犹如一片美丽的花海。而且，喜马拉雅凤仙花拥有一颗爆裂的种子囊，可以将种子迅速散播到距离高达7米的地方。它喜欢生长在潮湿的土壤和水域附近，很容易在河岸、废弃地和湿地等地方找到它的身影。由于喜马拉雅凤仙花的生长速度极快，它可以很快地占据一大片土地，抢走其他植物的生存空间。
在这些地方，喜马拉雅凤仙花对本土植物和生态系统造成了严重的威胁。它的快速生长和繁殖能力导致其他植物失去了生存的机会，造成了本地生物多样性的丧失。另外，喜马拉雅凤仙花的大片生长也会影响河流的水位和水质，对当地的自然环境产生不利的影响。
由于喜马拉雅凤仙花的入侵性，许多国家都将其列为外来入侵物种，并采取措施来控制和防止其进一步扩散。控制方法包括手工除去、化学处理和生物控制等，以恢复当地生态平衡，并保护当地植物和动物的生存环境。
比如在英国，它被列入了“外来入侵物种”的名单中。
作为一种快速蔓延的杂草物种，喜马拉雅凤仙花占领了英国的许多地区的河岸、废弃地和潮湿的林地。它与本地植物物种竞争生存空间、光线、营养和传粉者，排挤其他植物物种，从而降低了本地生物多样性。
【一物降一物，竞争的天敌关系】
由于其美丽的花朵、新奇的爆炸式种子散布机制很有趣，喜马拉雅凤仙花在1839年被引入英国群岛，作为观赏植物。
在英国，用传统的控制方法对付喜马拉雅凤仙花，这方面效果不佳，因为它经常生长在难以接近的地区、或是具有高保育价值的场所，这些地方不适合化学和手工控制（除草）的方法。在面对大面积的喜马拉雅凤仙花控制时，土地管理者常常感到无力，因为该植物生长在难以接近的地方。不能杀敌八百自损一千，因此，拿它没辙。
2003年，英国环境署估计完全消灭喜马拉雅凤仙花需要花费3亿英镑（Environment Agency, 2003），然而，尽管志愿者大量参与，该杂草继续侵占新领域。喜马拉雅凤仙花能够耐受各种环境条件，在废地、林地、铁路路基以及尤其是河岸栖息地上，能刷刷刷以不经意之势，迅速形成密集的单株。除了直接降低生物多样性（Hulme & Bremner, 2006; Tanner et al., 2013），喜马拉雅凤仙花还会吸引传粉者远离本土植物，降低这些物种的适应性（Chittka & Schürkens, 2001）。这些杂草因为是一年生的，它们在冬季死亡后，河岸变得光秃秃的，容易发生冲刷，并且植物残渣可能堵塞水道。
2006年，喜马拉雅凤仙花被选为英国经典生物控制（CBC）计划的目标（Tanner et al., 2015a）。
于是乎，从2006年起，科学家们便开始在喜马拉雅凤仙花的原产地开展调查，寻找这种植物在当地被控制的“天敌”。他们很快发现了多种昆虫、真菌植物病原体，将其收集起来，并在经过许可的情况下，引入到英国。它们后来通过了英国农业、食品和农村事务部（Defra）认可的检疫单位CABI中心的测试。不幸的是，尽管它们的确能够对目标宿主物种造成严重破坏，但是，大多数昆虫被发现能够攻击广泛的凤仙花物种（Tanner et al., 2008）。误杀可要不得！
为了解决这个问题，黑科技上阵了。
CABI的资料库显示，有研究人员对喜马拉雅凤仙花在印度和巴基斯坦等地的原产地进行了调查，以寻找可能用作生物控制剂的天敌。经过调查收集和鉴定，终于成功地发现了一种锈菌，名为Puccinia komarovii var. glanduliferae，能够对喜马拉雅凤仙花造成严重破坏。
2014年，喜马拉雅凤仙花锈菌（学名：Puccinia komarovii var. glanduliferae）作为一种来自喜马拉雅山脚下、从克什米尔到尼泊尔西部都有分布的寄生真菌，成为首个被引入欧洲、用于对非本土杂草进行经典生物控制的真菌剂。
这种锈菌在英国经过严格的安全性测试后，被批准作为生物控制剂在英国释放。可喜的是，根据目前的研究显示，喜马拉雅凤仙花锈菌在其它植物上并不造成感染和危害。该种锈菌似乎具有比较特异性的宿主范围，只对喜马拉雅凤仙花产生显著的影响。这是一个重要的发现，因为在进行生物控制的时候，需要确保生物控制剂对非目标植物没有不良影响，以免引起新的生态问题。
中国生物多样性保护与绿色发展基金会（简称中国绿发会、绿会）外来入侵物种工作组人员查阅文献发现，在2014年有一篇相关的研究发布[3]，紧接着2015年，就有一篇文献提到了它的初次释放。[5]
2015年至2018年期间，来自印度的喀麦隆锈菌品系在英格兰和威尔士17个郡的36个地点进行释放。2015年，田间感染有限，通过受控条件下的接种实验发现植物群体对锈菌的感染性存在显著差异，有些表现免疫。随后，来自巴基斯坦的第二个喀麦隆锈菌品系于2017年释放，并发现其感染了不同的喜马拉雅凤仙花种群。
通过在英格兰、威尔士和苏格兰等地释放这种锈菌，喜马拉雅凤仙花受到的影响十分显著。锈菌在当地气候条件下适应良好，并从最初的释放区域扩散。更神奇的是，这种锈菌能够在植物的叶片上生存过冬，到了来年开春，又能在喜马拉雅凤仙花的群落中建立种群。
此外，研究还发现，喜马拉雅凤仙花在英国不同地区引入了多次，并且引自原产地的多个地方。为了对抗那些目前对锈菌免疫的喜马拉雅凤仙花种群，研究人员计划在原产地寻找新的锈菌株系。
（注：本文为#外来入侵物种#系列（IAS-023），仅供资讯了解，供全球环境治理专家学者和感兴趣的读者参考。文章不代表平台观点。欢迎留言、点评、批评、讨论。）
整理 | Littlejane
编辑 | Samantha
[1].https://www.gov.uk/guidance/prevent-the-spread-of-harmful-invasive-and-non-native-plants
[2]. https://www.invasive-species.org/species/himalayan-balsam/
[3]. Tanner, R.A., Ellison, C.A., Seier, M.K. et al. Puccinia komarovii var. glanduliferae var. nov.: a fungal agent for the biological control of Himalayan balsam (Impatiens glandulifera). Eur J Plant Pathol 141, 247–266 (2015). https://doi.org/10.1007/s10658-014-0539-x
[4]. Deploying a natural enemy for one of the UK's worst invasive weeds
https://www.invasivespecies.scot/alien-detectives
[5]. Tanner, R.A., Pollard, K.M., Varia, S., Evans, H.C. and Ellison, C.A. (2015), First release of a fungal classical biocontrol agent against an invasive alien weed in Europe: biology of the rust, Puccinia komarovii var. glanduliferae. Plant Pathol, 64: 1130-1139. https://doi.org/10.1111/ppa.12352
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