探秘入侵树种臭椿的真菌世界:生物防治新希望

【字体: 时间:2025年03月11日 来源:Journal of Plant Pathology 2.2

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  研究人员为管理入侵树种臭椿(Ailanthus altissima),研究其相关真菌,发现两种轮枝菌,为生物防治提供依据。

  # 探秘入侵树种臭椿的真菌世界:生物防治新希望
在全球生态舞台上,入侵物种就像一群不速之客,肆意破坏着原有的生态平衡,给本土生态系统带来了沉重的负担。臭椿(Ailanthus altissima),这个原产于东南亚的树种,自 1750 年左右踏入欧洲后,便开始在新的土地上 “大展拳脚”,迅速蔓延,如今已成为世界上最具危害性的入侵树种之一,被列入欧盟关注的入侵非本土物种名单。它在入侵地疯狂生长,威胁着本土植物的生存空间,改变着生态系统的结构和功能,就像一个野蛮生长的 “绿色侵略者”,让本土生态苦不堪言。
面对臭椿的 “嚣张气焰”,人们尝试了多种控制方法。传统的物理手段,如人工砍伐,对于小规模的臭椿幼苗或许还有些效果,但一旦臭椿成林,这种方法不仅费力,而且还可能刺激其重新萌发,导致 “野火烧不尽,春风吹又生” 的局面。化学除草剂的使用虽然能在一定程度上抑制臭椿生长,可反复使用不仅效果不佳,还耗费大量的时间和金钱,更重要的是,在公共空间使用化学药剂还会对人类健康产生潜在威胁,可谓是 “杀敌一千,自损八百”。

在这样的困境下,生物防治作为一种新兴的策略,逐渐走进了人们的视野。真菌,作为生物界的重要成员,在生物防治领域展现出了巨大的潜力。众多研究表明,一些真菌能够感染并抑制臭椿的生长,成为对抗臭椿入侵的 “秘密武器”。基于此,斯洛伐克的研究人员开展了一项极具意义的研究,旨在深入探索与臭椿相关的可培养真菌物种,为臭椿的生物防治寻找新的突破口,相关研究成果发表在《Journal of Plant Pathology》杂志上。

为了深入了解臭椿林中的真菌世界,研究人员精心挑选了斯洛伐克西南部 Vl?ie Hrdlo 地区的两个臭椿林作为研究对象。其中一个臭椿林在 2021 年 9 月接受了人工接种轮枝菌(Verticillium nonalfalfae)处理,另一个则作为未处理的对照林。在 2023 年 7 月,研究人员从两个林分中采集了树枝和树叶样本,这些样本就像是开启真菌世界大门的钥匙。

样本采集回来后,研究人员运用了一系列专业的技术方法对样本中的真菌进行研究。首先是真菌的分离与培养,他们将采集的组织样本经过表面消毒处理后,放置在含有特定培养基的培养皿中进行培养,让真菌在适宜的环境中生长繁殖。接着,通过形态学观察和分子生物学技术对培养出的真菌进行鉴定。利用引物对核糖体 DNA 的内部转录间隔区(ITS)进行扩增和测序,再将测序结果与数据库进行比对,以此确定真菌的种类,就像给每一种真菌贴上了独一无二的 “身份标签”。

研究结果


  1. 症状发展:接种后,臭椿树的症状发展十分明显。处理林和未处理林都出现了萎蔫症状,处理林在 2022 年整个生长季都呈现出萎蔫状态,未处理林则在 2022 年夏末首次出现症状,一直持续到 2023 年采样时。症状主要表现为萎蔫、部分落叶以及嫩枝枯死,树冠中心部分叶片表面减少、变形,随着时间推移,整个树枝也逐渐枯死,接种点的症状尤为典型。
  2. 样本真菌鉴定:从非处理林的样本中,研究人员成功分离出了 9 种来自 7 个属的真菌。其中,轮枝菌属(Verticillium)的大丽轮枝菌(V. dahliae)被鉴定出来,这表明该病原菌在未处理林自然存在。此外,还有多种 Diaporthe 属真菌被发现,这个属包含一些已知的植物病原菌。从处理林的样本中,检测到了 8 种来自 7 个属的真菌,其中轮枝菌属的 V. nonalfalfae 被确认存在,这证实了 V. nonalfalfae 在处理林的定植和存活。

研究结论与讨论


这项研究意义重大。一方面,首次证实了斯洛伐克的臭椿种群中存在两种轮枝菌,即自然分布的 V. dahliae 和人工接种后建立的 V. nonalfalfae。虽然 V. dahliae 的致病性相对较弱,但在意大利北部和匈牙利,它曾导致臭椿的致命爆发,因此在生物防治中也不能忽视它的潜在作用。不过,由于其宿主范围广泛,在大规模应用前,需要深入研究其对不同宿主的影响,进行全面的风险评估。另一方面,V. nonalfalfae 对入侵的臭椿具有高效的抑制作用,且对非目标测试和相邻树种的影响较小,在欧洲多个国家都有自然分布,这使得它成为对抗臭椿入侵的理想生物防治剂。此外,研究中还发现了多种其他致病性真菌物种,其中一些是首次在臭椿上被检测到,这些真菌也具有作为生物防治剂的潜力,但需要进一步研究其对臭椿的致病性和非目标效应。

总的来说,该研究为臭椿的生物防治提供了重要的理论依据和潜在的生物防治资源。未来,随着对这些真菌研究的不断深入,有望开发出更加安全、有效的生物防治方法,为生态系统的恢复和保护提供有力支持,让我们在对抗入侵物种的道路上迈出更加坚实的一步。

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