杀虫剂施用和植物性别对叶片生理特性和叶际细菌群落的影响

在全球范围内,杀虫剂被广泛应用于提高粮食产量。然而,关于施用杀虫剂对雌雄异株植物的叶片生理和叶际细菌群落影响的信息很少。因此,本研究旨在评估高效氯氟氰菊酯(一种广谱杀虫剂)对雌雄异株青杨(Populus cathayana)叶片生理和叶际细菌群落的影响。雄性青杨叶片的光合参数(净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和蒸腾作用(E))显著高于雌性,且与杀虫剂的施用无关。但施用杀虫剂后,雌性和雄性的光合相关参数均显著降低。相对于雌性,雄性的降低幅度更大。同时,施用杀虫剂导致雄性叶片的过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著增加,而超氧化物歧化酶(SOD)活性和总叶绿素含量保持不变。叶际细菌群落表现出一定的保守特性,如辛普森(Simpson)和香农(Shannon)多样性指数不受性别和杀虫剂施用的影响。然而,雌性和雄性青杨的叶际细菌群落的组成存在差异,表明内在的性别特性显著塑造了叶际细菌群落。另一方面,杀虫剂的施用显著增加了放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度,但却减少了变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度。主成分分析表明,叶片生理与特定细菌类群间存在关联。例如,变形菌门(Proteobacteria)与叶片SOD活性和MDA含量呈负相关,而放线菌门(Actinobacteria)则表现出相反的模式。我们的研究强调雌雄异株植物的叶际细菌群落组成和叶片生理特征存在性别特异性。