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Yue Zhu1,†, Jun Chen1,†, Yu Ming1,†, Jingru Zhang2, Shaoyu Zhang1, Yunshan Liu1, Bo Li1, Jihua Wu3,*, Evan Siemann4, Yunjian Xu1,*, Yi Wang1,*
4Department of Biosciences, Rice University, Houston, TX 77005, USA
*Corresponding authors. E-mail: wjh@lzu.edu.cn (J.W.); xuyunjian1992@ynu.edu.cn (Y.X.); iwang@ynu.edu.cn (Y.W.)
†These authors contributed equally to this work.
摘要: 理解重金属污染下入侵与本土植物间的植物-土壤反馈(PSF)机制,可为入侵物种防控提供理论依据。然而,镉污染条件下美洲商陆(Phytolacca americana, 入侵种)与本土商陆(Phytolacca acinose, 本土种)之间的PSF及其作用机制尚不明确。本研究通过温室控制实验,在不同镉浓度的土壤中分别进行美洲商陆、本土商陆及无植物对照的土壤驯化实验,并系统分析土壤物理化学性质、微生物群落结构的变化。在后续PSF实验中,分别对上述驯化土壤中种植的两种植物进行比较。结果表明,土壤镉污染显著增加美洲商陆生物量,但降低本土商陆生物量。美洲商陆驯化的土壤中细菌与真菌丰度较高,且在无镉条件下更为显著。在有植物生长时,土壤中酚类、黄酮类和单宁浓度以及pH值随镉浓度升高而上升;其中美洲商陆处理下酚类与单宁浓度较高,而黄酮类浓度较低。在PSF阶段,美洲商陆生物量对土壤微生物响应敏感;本土商陆在入侵植物驯化土壤中(尤其在高镉环境下)生长受到抑制,表明其对土壤物理化学性质更为敏感。上述研究为阐释重金属污染土壤中PSF影响入侵过程的机制提供了重要依据。