云南大学团队揭示兰科植物附生植物宿主偏好性形成机制

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-04-07 20:17

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附生植物(epiphyte)是一类生长在其他植物体上(即宿主)而不从宿主活体组织吸收养分一类特殊植物类群。其不与地面土壤接触，生活史完全或部分时期依附于宿主植物体或残体上生长。全球范围内约有10%的维管植物是附生植物，在新热带特定地区附生植物占当地30%的维管植物种类和20%的地上生物量，是热带森林中重要的特征性组分，对维持热带森林生态系统的物种多样性及生态系统功能具有重要意义。越来越多的研究发现，附生植物与宿主存在这一定程度上的专一性种间互作关系，表现出典型的宿主偏好性。然而，附生植物宿主偏好形成的作用机制还不清楚。

兰科物种总数（约3万种）的70%为附生植物，由于成熟种子缺乏胚乳，需要依赖环境中真菌实现萌发。因此，附生兰科植物宿主偏好性的形成，即兰科种子在宿主树皮上萌发并成功建立种群，取决于其种子与真菌（生物因子）和宿主树皮微环境（非生物因子）三者间的密切互作。附生兰科植物是探究附生植物宿主偏好形成复杂作用机制的代表性类群，生物因子（真菌）与非生物因子（宿主树皮微环境）哪一个是介导宿主偏好性的关键因素还不清楚。

近日，云南大学生态与环境学院与比利时鲁汶大学以及中南林业大学联合公关，于生态学经典期刊Journal of Ecology合作发表了题为“ Phorophyte preference of an epiphytic orchid ( Dendrobium wangliangii ) is independent of orchid mycorrhizal fungi that promote seed germination ”的研究论文。

本研究以中国特有金沙江石斛（ Dendrobium wangliangii ）为材料，研究首先发现金沙江石斛偏好附生于壳斗科植物（Fig. 1）。利用迁地共生萌发，从偏好性附生宿主植物的树皮中鉴定出 Fusarium 属2种促萌发真菌。原生境共萌发试验表明，仅在金沙江石斛偏好附生的宿主物种上观察到原球茎和幼苗的形成。真菌群落结构分析进一步表明，具促萌发功能的 Fusarium 属真菌（ OTU11182 ）在金沙江石斛所生长群落中所有树种的树皮上丰度高且广泛分布（Fig. 2），表明这种附生兰科植物的宿主偏好性不受促萌发共生真菌分布的限制。针对依赖真菌才能实现种子萌发的附生植物而言，生物因子不是附生植物与宿主间特化关系形成的关键，推断附生植物偏好性可能是由宿主树皮的非生物因素所造成的。

本研究为揭示复杂因素所介导的附生植物宿主偏好性形成的作用机制提供了重要线索。云南大学赵大克教授为第一及通讯作者，比利时鲁汶大学Hans Jacquemyn教授以及中南林业大学宁晨副教授为并列通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金以及云南省基础研究重点项目的资助。

Fig. 1 金沙江石斛附生生长特性。

Fig. 2 金沙江石斛宿主/非宿主树皮真菌多样性。

原文链接：

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/journal/13652745#pane-01cbe741-499a-4611-874e-1061f1f4679e11?tabActivePane=undefined

云南大学团队揭示兰科植物附生植物宿主偏好性形成机制

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