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我院李伟华教授及其合作者揭示外来植物薇甘菊入侵过程中的氮动态和氮竞争机制

2020-12-30 22:55:02 来源:华南师范大学生命科学学院 点击: 收藏本文



20201228日,国际学术期刊《新植物学家》(New PhytologistIF 2019 = 8.512) 在线发表了华南师范大学生命科学学院植物生态学研究团队李伟华教授题为“Soil nitrogen dynamics and competition during plant invasion: Insights from Mikania micrantha invasions in China”的研究论文。

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资源竞争是入侵植物与本地植物发生相互作用的基本形式之一氮是限制植物生长的主要元素,因而目前有关入侵植物对氮素竞争与土壤氮循环的影响研究日益重要。本文以华南地区典型入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha H.B.K.)为研究对象,采用温室控制试验和野外试验相结合,通过测定植物组织氮含量、土壤氮素变化、氮循环速率以及土壤微生物群落结构与功能等指标,研究了薇甘菊对土壤氮素的竞争及其相关氮循环功能菌的变化探究了入侵植物以微生物介导的氮养分循环过程。主要结论如下:1薇甘菊比本地伴生种具有更高的竞争力,部分原因在于其较高的植物氮吸收能力和土壤氮矿化能力;2薇甘菊通过富集根际土壤N循环功能菌加速了土壤氮循环过程,其生长所需的土壤有效氮主要来自氨氧化古菌介导的硝化作用而非固氮作用。这些发现为深入了解外来植物入侵的土壤微生物学机制和制定减缓战略提供了新的视角。

我院为该论文的第一完成单位。我院硕士生余涵霞为该论文的第一作者,澳洲麦考瑞大学Johannes J. Le Roux副教授和我院李伟华教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研究计划-脆弱生态系统中入侵植物的动态监测与生境调控(2017YFC1200105)的资助。李伟华教授一直致力于植物入侵生态学研究,在土壤微生物学入侵机制和入侵植物防控方面均取了较好的研究成果。

 

文章链接http://dx.doi.org/10.1111/nph.17125 

 

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Fig. 3 Mean relative abundance of microbial genera in Mikania micrantha (Mm), Persicaria chinensis (Pc) and Paederia scandens (Ps) rhizosphere soils based on fifive functional genes (nifH (a); bacteria-amoA (b); archaeal-amoA (c); narG (d); nirK (e); n = 3 per gene region).

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Fig. 5 Structural equation model (SEM) depicting how M. micrantha invasion influence available N through N-fixation and non-N-fixation processes. nifH, the abundance of nitrogenase gene copies, archaeal-amoA, the abundance of ammonia-oxidizing archaea gene copies, N-fixation, nitrogen fixation rate, Nitrification, total nitrification rateThe effect sizes are standardized, and numbers next to arrows are standardized regression coefficients. Arrows indicated by green solid lines and dashed lines indicate positive and non-significant path coefficients, respectively, and their thickness represents the magnitude of the path coefficients. Asterisks denote the significance of path coefficients (*, P<0.05, ***, P<0.001). 


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