Jordens mikrobiota påverkar tillväxten av trädgårdslupin. Längst fram på bilden syns en växt med gröna blad vars medium innehåller mikrober från en finsk lupinpopulation och i mitten en växt med brunfärgade blad vars medium värmts upp för att minska mängden mikrober. Kredit:Satu Ramula
Jordmikrober kan ha stor inverkan på spridningen av skadliga invasiva arter då de antingen kan hindra eller underlätta växtens tillväxt. Forskare vid biologiska institutionen vid Åbo universitet, Finland, studerade markmikrobiotans roll i framgången för trädgårdslupin, som är en invasiv art i den finska naturen.
Lupinus polyphyllus, allmänt känd som trädgårdslupinen, är en flerårig ört med ursprung i Nordamerika. Den fördes till Europa som en prydnadsväxt, men den undkom trädgården och anses nu vara en invasiv art i många länder, inklusive Finland. Det som gör trädgårdslupinen intressant och en framgångsrik invaderande art är rotknölbakterierna som omvandlar atmosfäriskt kväve för växtens användning. Kväve behövs för tillväxt och för att producera fytokemiska föreningar mot växtätare.
"Denna symbios med bakterier gynnar trädgårdslupinen särskilt i näringsfattiga miljöer, som sandiga vägkanter, där växten ofta växer i överflöd. Detta förklarar delvis varför trädgårdslupinen har lyckats ta så mycket plats i näringsfattiga områden där den kan växa ur sina lokala konkurrenter som inte har en sådan symbiotisk association med bakterier, förklarar adjungerad professor Satu Ramula från biologiska institutionen vid Åbo universitet, Finland.
Jordmikroberna förändrar lukten av trädgårdslupinen. Lukten studeras genom att samla in de flyktiga organiska föreningar som släpps ut av löven. Växterna är inneslutna i ugnspåsar och filtrerad luft strömmar genom påsarna och samlar upp lukten till fångströren. Lukten består av flera enskilda föreningar som separeras med gaskromatografi. Kredit:Satu Ramula
Markmikrobiota kan också påverka växtens lukt
Forskarna planterade trädgårdslupiner från nordamerikanska och finska populationer i näringsfattig jord som innehöll jordmikrober från lokala lupinpopulationer eller i jord där mängden mikrober hade minskat.
Forskarna upptäckte att trädgårdslupinerna, oavsett ursprungsland, gynnades av jordmikroberna. Plantorna blev större än de i kontrollgruppen som hade färre jordmikrober i sitt medium.
"Förutom tillväxten påverkade jordmikroberna lukten av enskilda växter genom att ändra sammansättningen av de flyktiga organiska föreningar som släpps ut av löven. Speciellt de växter som växte i mediet innehållande naturliga jordmikrober producerade flyktiga ämnen som tidigare studier har visat sig verka som avskräckande medel för sniglar, säger postdoktor Aino Kalske.
För att studera hur växten försvarade sig mot växtätare erbjöd forskarna växternas löv till snäckor, trädgårdslupinens naturliga fiende. Experimentet utfört i en laboratoriemiljö gav överraskande resultat. Växternas försvar mot växtätare var beroende av markmikroberna i odlingsmediet.
Skador orsakade av att mata skogsniglar (foto av en trädgårdslupin som växer i naturen). Skadan försvagar inte en stor mogen trädgårdslupin, men kan vara dödlig för plantor, eftersom skadan kan minska plantans tillväxt och därför förhindra att trädgårdslupinen sprids. Kredit:Satu Ramula
"Kopssnäckorna åt mindre av de finska trädgårdslupinerna än de som härstammar från de nordamerikanska populationerna när båda plantorna hade odlats in med de naturliga markmikroberna. Hos plantor som hade odlats med minskad markmikrobiota såg vi inga skillnader i bladkonsumtionen. mellan populationer av olika ursprung", säger Kalske.
Resultaten tyder på att markens mikrobiota har en större påverkan än man tidigare trott på såväl växter som på de organismer som är beroende av dem. Mikrober bidrar inte bara till växternas tillväxt utan också till deras försvar mot växtätare. Jordmikrobiota är extremt riklig och bara en tesked jord kan innehålla miljontals mikrober. Mikrobiotans sammansättning varierar dock beroende på den lokala floran och jordarten.
Forskarna studerar för närvarande om trädgårdslupinens invasionsframgång är förknippad med markmikrober i naturen.
Forskningsartikeln "Soil microbiota explain differences in herbivore resistance between native and invasive populations of a perennial herb" publicerades i Journal of Ecology . + Utforska vidare
