《Biological Invasions》:The root rot pathogen Phytophthora cinnamomi: a long-overlooked threat to the Cape Floristic Region of South Africa
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为解决 Phytophthora cinnamomi(简称 P. cinnamomi )对南非开普植物区系(CFR)威胁程度不明的问题,研究人员开展了关于 P. cinnamomi 对 CFR 植物影响的研究。结果发现 P. cinnamomi 对 CFR 植物威胁严重且研究不足,该研究对制定保护策略意义重大。
在广袤的自然界中,植物时刻面临着各种威胁,其中病原体的侵袭是不容忽视的重要因素。 Phytophthora cinnamomi(P. cinnamomi)作为一种全球重要的植物病原体,已在世界多地 “安营扎寨”,对众多植物造成了严重危害。它能引发根和冠部腐烂、溃疡、枯萎甚至导致植物死亡,全球约 5000 种木本植物深受其害。南非开普植物区系(CFR)是全球生物多样性热点地区,这里植物种类异常丰富,约 70% 的植物为本地特有种。但目前 CFR 却面临着诸多困境,大量植物物种受到灭绝威胁,约 20% 的植物被列入 IUCN 红色名录的受威胁类别。
P. cinnamomi 早在 1931 年就已在南非现身,当时它在鳄梨果园兴风作浪,造成了不小的损失。然而,人们却在很长时间里忽视了它对自然生态系统的巨大威胁。直到它致使标志性的银树(Leucadendron argenteum)快速衰退,才引起人们的关注。后续研究虽表明它是影响众多本地物种的主要根腐病原体,但关于它对 CFR 植物威胁的研究仍十分有限,许多物种因它面临的灭绝风险也大多未知。近期,P. cinnamomi 又导致极度濒危的 Sorocephalus imbricatus 快速死亡,这一现象更是为研究敲响了警钟。为了深入了解 P. cinnamomi 对 CFR 植物的影响,南非比勒陀利亚大学林业和农业生物技术研究所(FABI)等机构的研究人员展开了一系列研究。这项研究对于制定 CFR 地区的植物保护策略、明确恢复工作的重点具有至关重要的意义,相关成果发表在《Biological Invasions》杂志上。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:通过系统的野外调查和采样,绘制 P. cinnamomi 的分布地图并评估其影响;进行温室致病性试验,监测在控制条件下的疾病发展情况,以此评估物种的易感性和宿主反应;利用植物搜索工具(Plant Search tool)确定种质收集的物种,加强异地(ex - situ)收集工作。
研究结果如下:
- P. cinnamomi 在南非的情况:1931 年首次在南非被发现,西开普省可能是其最初的引入地。它已成为影响南非多个行业植物及自然植被的主要病原体,但过去十年虽被列为需控制的入侵物种,却在自然生态系统中未得到有效管理。
- CFR 的现状及与其他地区的对比:CFR 是全球生物多样性热点地区,但面临着栖息地丧失、外来入侵植物威胁等诸多问题,其生物多样性受到严重挑战。与具有相似气候和受 P. cinnamomi 影响的西南澳大利亚植物区系(SWAFR)相比,CFR 在应对 P. cinnamomi 威胁方面的研究明显不足。
- 对 P. cinnamomi 的认知现状:目前对 P. cinnamomi 影响 CFR 植物的研究多集中在 20 世纪 70 - 80 年代,研究存在诸多局限性,如接种研究不足、评估标准不一致等。从红色名录评估来看,提及 P. cinnamomi 的 CFR 物种极少,且相关易感性数据匮乏。
- P. cinnamomi 在 CFR 的分布:P. cinnamomi 可能已在 CFR 多地定殖,但由于缺乏集中数据库,其分布范围尚未完全明确。在西开普省,两种交配型均存在,且遗传多样性较高,其传播可能与人类活动密切相关。
- 研究建议:研究人员提出了一系列应对 P. cinnamomi 威胁的研究建议,包括开展野外评估、进行温室致病性试验、加强异地收集、试用亚磷酸盐(phosphite)处理、制定最佳实践和管理指南、开展培训和促进利益相关者参与、评估灭绝风险以及确定研究重点等。
研究结论与讨论部分强调,P. cinnamomi 对 CFR 植物构成了严重且长期被忽视的威胁。借鉴 SWAFR 的研究经验,可知 P. cinnamomi 入侵会导致生态系统发生巨大变化,使植物物种灭绝或种群数量大幅减少。建立针对 CFR 的深入研究项目迫在眉睫,该研究获得的知识将为保护策略提供直接依据,助力利益相关者积极保护 CFR 的生物多样性。若不及时开展此类研究,物种灭绝风险将加剧,可能造成不可逆转的损失。因此,此项研究为保护 CFR 的生物多样性、防止物种因 P. cinnamomi 入侵而灾难性减少指明了方向,对维护生态平衡和生物多样性具有重要的现实意义。
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