Plant invader alters root fungal microbiome, physiology and biomass allocation in native understory species

IF 6.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Ecology Pub Date : 2026-09-08 DOI:10.1111/1365-2745.70427

Jessie Mutz, J. Mason Heberling, Stephanie N. Kivlin, Nicholas G. Smith, Snehanjana Chatterjee, Evan A. Perkowski, Lalasia Bialic-Murphy, Joseph D. Edwards, Susan Kalisz

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Abstract

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植物入侵改变了本地林下植物根系真菌微生物群、生理和生物量分配

产生新型抗菌化合物的植物入侵者可以改变当地土壤性质和地下微生物群落，包括丛枝菌根（AM）和病原真菌。这些变化抑制了原生植物与AM真菌之间至关重要的营养共生关系，进而影响了原生植物对资源的获取和分配。然而，我们对根真菌介导的植物资源经济变化如何影响本地植物性状和性能知之甚少，特别是对AM真菌依赖程度不同的物种。我们在森林中建立了一个共同的花园实验，通过将10种常见的本地草本林下植物（8种菌根植物和2种非菌根植物）的重复移植到以前未被广泛的入侵者Alliaria petiolata（大蒜芥）入侵的地区。我们在一半的地块上播种了葱属植物，并在实验过程中三次测量了本地植物的生理和叶片特征。经过5-6年，我们量化了葱属植物对土壤养分、根系真菌群落（AM和病原菌）以及植物地上和地下生物量的影响。添加葱属减少了真菌根内的定植，改变了AM真菌群落组成。与Alliaria一起生长的本地物种从AM真菌伴侣处获得的叶片氮相对较少，表明植物- AM真菌互惠作用的营养功能受到抑制。添加葱属也使3种菌根菌的光合能力提高了83% ~ 215%，总叶面积增加了2倍。有趣的是，添加葱属植物增加了菌根和非菌根植物的地上生物量，降低了根冠比。Alliaria驱动的叶面积增加是由AM根真菌微生物组组成的变化介导的。合成。综上所述，这些变化表明本地林下植物在应对葱属植物入侵时增加了对光合功能的投资，这可能是由于根部真菌微生物组的变化，减少了营养功能，增加了植物-真菌共生的碳分配。我们的研究结果提供了机制上的见解，了解诸如Alliaria等产生新型抗菌化合物的入侵者如何影响本地林下植物，并可能随着时间的推移导致本地物种的减少。

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Journal of Ecology 环境科学-生态学

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期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.