摘要:
植物的次生化学物质可能会随着纬度梯度上不同的生物和非生物环境条件的变化而变化。区分这些不同的非生物因素(如土壤养分)与生物因素(如土壤生物群落和食草动物)对植物次生化学物质合成的独立及综合影响,对于理解植物对环境变化的反应至关重要。本研究进行了跨纬度田间移栽实验,选用源自北纬31°的同一乌桕(Triadica sebifera)种群的种子,种植于中国低、中、高不同纬度地区。实验设置两种土壤条件:实验地当地土壤和种子采集地土壤(即“原位土壤”)。幼苗分别暴露于自然水平的地上植食性昆虫环境中或无地上植食性昆虫环境中。实验结束时,我们测量分析了叶片和根部的次生化学物质含量、植食性昆虫的种类和数量以及土壤的理化性质与微生物群落结构。研究结果表明,大多数叶片和根部的次级代谢物含量受到实验地点与土壤类型交互作用的显著影响。在中纬度地区,尤其在原位土壤中,乌桕叶片与根部的酚类和单宁含量较高。排除地上植食性昆虫后,叶片与根的黄酮类化合物含量显著增加。此外,我们还发现土壤类型对土壤微生物群落的影响较大。单宁与黄酮类化合物对不同环境因子的差异化响应,体现了不同植物次生代谢产物在应对纬度变化导致的非生物与生物因素变动时所采取的独特适应策略。总之,我们的研究结果强调了全面考虑当地环境条件、土壤特性和食草动物的交互效应在调节植物化学防御策略中的重要性。
关键词:
酚类化合物,
单宁,
黄酮类化合物,
非生物因素,
土壤特性,
乌桕(Triadica sebifera)