在約占我國國土面積41%的60億畝草地上，放養著數以億計的牛羊，它們是群眾賴以生存的“飯盒子”和“奶罐子”，草地的健康與人類生產生活息息相關。傳統觀點認為，放牧會對草場造成破壞。近日，蘭州大學生態學創新研究院劉向研究員通過一系列實驗發現，一定梯度的放牧可以通過病原體減少植物病害從而間接保護草地。
植物病原體包括病原菌物(又包括病原真菌和病原卵菌)、病原細菌、病原線蟲和植物病毒等類群，根據病原體的生活史特征，又可以被分為活體營養型病原體和死體營養型病原體。“如果把病原體比喻成‘吸血鬼’的話，可區分為‘吸人血’的活體營養型病原體和‘吸鬼血’的死體營養型病原體。”劉向告訴記者，所謂活體營養型病原體，是指僅能從宿主的活細胞中獲取營養，并生活在活植物組織內的病原體，病毒在離開活細胞后，就會迅速失活，比如植物常見的銹病和白粉病等，其病原體就屬于活體營養型。而死體營養型病原體，則是指能夠從宿主的死細胞中獲取營養，并可以生活在死植物組織內的病原體。
病原體的上述生活史特點，直接導致活體營養型病原體的繁殖體往往只能存在于鮮活的植物組織內，而死體營養型病原體的繁殖體則在枯枝落葉和土壤中無處不在。
根據植物病原體的特點，劉向課題組選擇青藏高原東部的典型高寒草甸為研究對象。青藏高原作為世界屋脊，也是5000萬只綿羊，1400萬頭牦牛生存的“樂土”。
劉向課題組利用牦牛放牧梯度實驗平臺，針對不同放牧梯度(在一定面積的草地上放養不同數量的牛羊，放的牛羊越多則放牧強度越大)下植物病害的發生情況開展了大量的調查，初步發現放牧會直接降低活體營養型病原體所導致的植物病害，如銹病。“也就是說，一定強度的放牧可以通過病原體減少植物病害間接保護草地。”劉向說。
同時，研究發現，放牧對病原體的抑制僅限于活體營養型，對死體營養型病原體所導致的植物病害，如葉斑病，則無顯著影響。
上述的發現是僅僅在青藏高原成立，還是放之四海而皆準?
為了證實上述發現是否具有普遍性，劉向課題組基于Web of Science和中國知網數據庫，在全球范圍內共計獲取了63項有關放牧影響植物病害的案例研究，而后對數據進行整合分析。
分析結果證實了劉向課題組之前根據高寒草甸放牧實驗所得出結論的準確性：放牧在降低活體營養型病原體引起病害的同時，并不會顯著影響死體營養型病原體所引起的病害。
劉向團隊進一步設計了控制性實驗，以探究這種差異化影響的潛在機制。他選擇了兩種高寒草甸常見植物，其中一種攜帶由活體營養型病原體引起的銹病，而另一種則攜帶由死體營養型病原體引起的葉斑病。研究人員使用剪刀人工去除掉部分植物葉片以模擬放牧可能給植物葉片帶來的影響，而后對病害的發生情況進行調查。
控制實驗證實，活體營養型病原體主要分布在新鮮牧草上，放牧過程中，牲畜啃食牧草，移除了活體營養型病原體的繁殖體，從而達到控制傳播源的目的。同時，牲畜在啃食過程中，植物產生的傷口可能會促進死體營養型病原菌的傳播，進而引發病害，因為死體營養型病原菌的繁殖體往往能夠大量存在于枯枝落葉、土壤甚至空氣中。
目前，該成果以《Contrasting effects of mammal grazing on foliar fungal diseases: patterns and potential mechanisms》為題發表在國際植物學頂級刊物New Phytologist上。該研究回答了放牧究竟會如何影響不同生活史類型病原體引起的植物病害，極大地提高了我們對放牧情景下植物病害發生情況的預測能力，為制定草原利用和管理措施，開發草原生物災害預警系統提供了重要的理論支撐。(邸金 杜英)
關鍵詞： 草地病害
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