纬度和土壤微生物对入侵植物加拿大一枝黄花对共同进化的专性食草昆虫抗性的影响

在全球化的背景下,入侵植物再次暴露在来自其原产地的专性食草动物面前的可能性越来越大。然而,入侵植物对曾共同进化的专性食草动物的抗性是否存在纬度趋势以及土壤微生物如何影响入侵植物对这类食草动物的抗性还鲜有研究。我们假设入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)对其曾共同进化的来自原产地的食草昆虫菊方翅网蝽(Corythucha marmorata)的抗性随纬度的增加而增加,而加拿大一枝黄花的局部根际微生物可以促进加其对菊方翅网蝽的抗性。为了验证上述假设,我们首先通过野外调查和温室实验,研究了菊方翅网蝽在中国加拿大一枝黄花种群中的分布丰度,以及对加拿大一枝黄花造成的危害是否存在纬度分布规律。其次,我们通过温室实验,检测了加拿大一枝黄花的本地根际土壤微生物是否能促进加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性。研究结果表明,菊方翅网蝽在加拿大一枝黄花中的分布密度和对加拿大一枝黄花的危害程度与纬度以及加拿大一枝黄花的生长呈现正相关,说明加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性具有纬度趋势。然而,在温室实验中,来自不同纬度的加拿大一枝黄花受到菊方翅网蝽的伤害程度没有显著差异。此外,当根际土壤和加拿大一枝黄花的根状茎同时来自于野外被轻度危害的加拿大一枝黄花或同时来自于野外被重度危害的加拿大一枝黄花时,加拿大一枝黄花的抗性最强。这一结果表明,加拿大一枝黄花的局部根际土壤微生物促进了加拿大一枝黄花对菊方翅网蝽的抗性。