紫茎泽兰对广谱天敌的耐性和抗性机制研究

Invasive alien species can exert substantial competitive effects on native species and cause significant environmental damages and economic losses worldwide. Identifying the mechanisms that contribute to the success of invasive plants is very important for predicting and controlling potentially invasive plants. Eupatorium adenophorum, a noxious invasive species in the tropics and subtropics, is one of the most harmful invasive plants in China. However, there is no clear conclusion about the mechanism underlying its invasion. In this project we will select this invasive species, congeneric and similar life form native species for the following researches: (1) Compensation mechanisms of the tolerance between E. adenophorum and its native congeners to generalist enemies; (2) Combination of field investigations, we want to detect the resistance of generalist enemies between E. adenophorum and same life form native species; (3) Resources allocation pattern under different simulated herbivory levels. This study can not only improve the understanding of biological invasion mechanism, but also has a practical application value for understanding the central role of chemical ecology of plant–insect interactions, biological control and protecting biodiversity.

外来植物入侵已成为严重的社会和环境问题，了解外来植物的入侵机制，是有效控制其入侵的关键。紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是危害我国最为严重的入侵植物之一，其入侵机制还不清楚。本项目拟以紫茎泽兰、当地同属和相同生活型植物为实验材料，通过模拟广谱天敌取食实验，并结合野外调查来探讨三个方面的问题：一是紫茎泽兰与当地同属植物广谱天敌耐性的补偿机制；二是紫茎泽兰和当地相同生活型植物的天敌抗性表现；三是取食压力对紫茎泽兰和当地同属植物资源（氮）分配模式的差异影响。通过本项目的研究，不仅能丰富和完善入侵生态学理论，且对于理解入侵植物与天敌的相互作用关系、生物防治安全、防止新的外来种入侵及保护本地生物多样性具有重要的实际意义。

逃避原产地的专性天敌可以促进外来植物在新的生境入侵。然而，外来植物仍然可能受到入侵当地广谱性天敌的为害。紫茎泽兰被认为是世界性“生态灾难”的入侵植物，在我国南方许多省份已形成单一群落。天敌为害不利于植物生长，因此入侵地广谱天敌的为害被认为在外来植物入侵过程中发挥了生物阻抗的作用。通过调查，云南省多地已发现取食紫茎泽兰的广谱性天敌。但是，我们对紫茎泽兰是如何应对入侵地广谱性天敌的了解较少。.结果表明，尽管紫茎泽兰的组成性抗性指数高于其本地同属植物，但损伤处理引发了本地同属植物更广泛的防御物质合成。广谱天敌虫食和机械处理对紫茎泽兰影响较小，其生物量补偿较快，出现超补偿，表现出较强的草食耐受性。这种较强的耐受性与氮在光合器官中较高的分配比例和高的光合碳收入，以及对地上部分器官较大的资源分配比例有关。本地广谱天敌取食对紫茎泽兰的生物量积累的影响大于机械伤害，表现出较慢的生物量补偿速率和生物量积累量。然而，异叶泽兰的本地广谱天敌取食处理的生物量积累较机械处理恢复较快。因此，广谱天敌取食和机械损伤诱导了紫茎泽兰和本地同属植物特异性的防御信号转导和适应成本，较强的耐性和组成性抗性有利于促进紫茎泽兰在中国的入侵成功，并可能降低生防的效果。该研究不仅丰富和完善了入侵生态学理论，且对于理解入侵植物与天敌的相互作用关系、生物防治安全、防止新的外来种入侵及保护本地生物多样性具有重要的实际意义。