近日，我所环境微生物生态小组关于环境污染与植物入侵的研究取得重要的进展，以“ Cadmium hyperaccumulation as an inexpensive metal armor against disease in Crofton weed”为题在环境领域TOP期刊Environmental Pollution (IF₂₀₁₉=6.79)发表了相关研究结果。该研究亦是环境微生物生态小组戴志聪老师同中科院昆明植物所长期合作的系列研究之一。

全球的重金属污染以及外来物种入侵对环境生态展现了极其严重的挑战。尽管有许多假说被提出用来解释外来植物入侵的机制，但关于入侵植物如何在污染环境定植与建立种群还不甚清楚“Elemental Defense Hypothesis”提出重金属高富集植物可以通过体内富集的重金属防御植食天敌(比如昆虫等小动物)的侵害。并且，许多研究表明入侵植物很容易侵入金属污染区。那么，是否入侵植物是否可以高富集重金属；如果是，那么，入侵植物是否可以利用体内富集的重金属对抗天敌(病原菌与植食生物等)？

该研究以恶性入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)为代表，探究了其对重金属镉的耐受与体内累积情况，并进一步探讨了该效应对紫茎泽兰的抗病性影响。结果表明，在低浓度镉处理下，紫茎泽兰对镉有很好的耐受性，能在叶片高富集镉，并且因此减少了病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)对紫茎泽兰的侵染；当在较高镉浓度处理下，金属积累对植物开始有毒性明显的影响，因此，富集镉对植物防护病原侵害的益处开始减少。因而，紫茎泽兰可能可以利用组装的镉金属盔甲表现出对病原天敌较高的防御收益。该研究首次表明，元素防御很可能是植物入侵金属污染区的关键机制之一。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115649

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