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次生代謝產物重分配：驅動外來植物入侵的多營養級整合機制
在全球變化背景下，生物入侵進程持續加快，對生態安全造成的威脅日趨嚴重。以往研究多集中于單一營養級層面的生物互作，難以全面、系統地揭示入侵植物高度適應性及其生態破壞力的潛在驅動機制。突破傳統認知邊界，開展多營養級整合研究，已成為入侵生態學發展的迫切需求。
在此背景下，河南大學生物互作與生態安全實驗室(丁建清教授團隊)與中國科學院武漢植物園入侵生態學研究組(黃偉研究員團隊)，聯合美國萊斯大學 Evan Siemann 教授，基于此前在Nature Communications、ISME Journal、New Phytologist、Ecology、Journal of Ecology等期刊合作發表的一系列重要成果，整合經典入侵生態學理論假說，結合現有植物次生代謝的實驗證據，提出了“次生代謝物重分配推動外來植物入侵”的理論框架。該框架指出，當外來植物傳入新生境后，往往能夠逃離原生地天敵的制約(天敵逃逸假說)，新的取食壓力促使其減少防御性次生代謝產物的合成，特別是對地上植食性昆蟲(進化增強競爭力假說);同時，外來植物將節約的資源重新分配至地下部分，增加促進叢枝菌根真菌共生關系的次生代謝產物投入，從而增強互利共生作用(增強共生假說)，進一步推動其入侵進程(下圖)。該理論有機整合了地上與地下多營養級互作、敵對與共生關系、以及次生代謝產物的分配策略，系統闡述了生物互作驅動外來植物入侵的內在機制。這不僅揭示了次生代謝物在多營養級互作中的關鍵橋梁作用，闡明了入侵過程中生態策略與進化適應的協同機制，也為探究入侵植物快速適應與競爭優勢的建立提供了新視角，對入侵生態學的理論發展具有重要意義。
相關成果以“Escaping enemies enhances invader mutualisms: role of metabolites”為題，發表于權威期刊Trends in Ecology & Evolution。河南大學田寶良副教授為論文第一作者，丁建清教授與黃偉研究員為共同通訊作者，Evan Siemann 教授對理論構建作出了重要貢獻。該研究得到了國家重點研發計劃(2024YFF1307500)和國家自然科學基金(U21A20190, 32271745, 31971558)的資助。
圖外來入侵植物的多營養級互作關系及其次生代謝調控機制
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