研究入侵植物與植食性昆蟲和土壤微生物互作的緯度梯度格局對于揭示和預測外來生物入侵過程和態(tài)勢極為重要。近年來，中國科學院武漢植物園入侵植物學學科組以我國入侵植物空心蓮子草、本土植物蓮子草及引入的生防天敵昆蟲蓮草直胸跳甲為研究系統(tǒng)，開展了沿緯度梯度（22°N~36.6°N）的野外調(diào)查和室內(nèi)實驗，發(fā)現(xiàn)了入侵植物受植物性昆蟲危害以及生物防治非靶標效應沿緯度梯度的一系列變化規(guī)律（Lu et al, Global Change Biology 2013; Ecology Letters 2015; New Phytologist 2016）。外來入侵植物也可通過破壞土著植物與土壤微生物間的共生關(guān)系，改變本地微生物群落結(jié)構(gòu)和功能等途徑，直接影響本地和外來植物的適合度及兩者的競爭關(guān)系進而成功入侵。土壤微生物對植物的影響也可以通過食物鏈對地表植食性昆蟲產(chǎn)生級聯(lián)效應，間接調(diào)控外來植物的入侵。
最近，該學科組探討了不同緯度帶空心蓮子草和蓮子草根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化，及該變化對兩種植物及蓮草直胸跳甲互作的影響。發(fā)現(xiàn)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)由于氣候和土壤自身理化性質(zhì)的不同呈現(xiàn)出緯度梯度變化趨勢。土壤根結(jié)線蟲和潛在的土壤致病真菌多樣性沿緯度梯度成下降趨勢。控制試驗發(fā)現(xiàn)，本地植物蓮子草的生物量、種子數(shù)以及飼喂的蓮草直胸跳甲沿緯度梯度均呈上升趨勢，而入侵植物空心蓮子草則無明顯的緯度梯度變化。這些結(jié)果表明入侵植物、本地植物以及地上昆蟲對不同緯度梯度根際土壤的響應各不相同。因此，探討不同緯度梯度土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化如何影響入侵植物、本土植物及地上植食者的互作關(guān)系對于指導入侵生物治理和生物多樣性保護具重要理論意義和實踐價值。
該研究得到國家重點研發(fā)項目（2017YFC1200100）、國家自然科學基金（31370547、31570540、31400369）、湖北省自然科學基金（2017CFA073）的資助，研究成果以Latitudinal variation in soil biota: testing the biotic interaction hypothesis with an invasive plant and a native congener 為題發(fā)表在《國際微生物生態(tài)學會會刊》（The ISME Journal）上。武漢植物園為第一作者單位，盧新民和何敏艷為共同第一作者，盧新民和丁建清為共同通訊作者。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41396-018-0219-5
緯度梯度土壤微生物影響植物入侵路徑分析圖
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