近日，我院环境生态与修复团队孙见凡教授课题组在Journal of Cleaner Production（IF: 10.0，中科院一区）上发表最新研究成果“Soil cadmium contamination facilitates the nvasion of invasive weeds through enhanced herbivore resistance and competitive ability over congerenic species”。江苏大学为第一完成单位，我院外籍博士后Rasheed Akbar为第一作者，孙见凡教授为通讯作者。
非本土植物的入侵受到一系列非生物或生物因素的影响，包括重金属污染、植食性昆虫胁迫等。“元素防御假说”认为重金属在植物组织中的富集可作为一种防御手段来抵抗食草动物或病原体。尽管已有研究表明入侵植物对重金属表现出较强的耐受性和富集能力，然而在自然环境中，非生物胁迫（重金属毒性）与生物胁迫（食草性）之间的相互作用对植物性能和种间竞争的影响鲜有研究。本研究以元素防御假说为框架，从生理生化（抗氧化防御系统）、抗虫性、种间竞争及土壤酶活多方面阐释重金属污染介导的元素富集对入侵植物抗虫性、种间竞争能力的影响，以期加强对重金属污染和植物入侵之间的生态联系的理解。
研究结果表明，重金属污染下入侵植物空心莲子草与南美蟛蜞菊相较于本地同属植物积累了更高浓度的重金属镉，激发了更高抗氧化防御系统，同时也提高了入侵植物对食草动物的抵抗力。无论是单种还是混种，重金属镉污染都显著增强了入侵植物的竞争能力，进一步扩大了入侵植物在种间竞争中获得优于本地同属植物的竞争优势。
值得注意的是，基于“元素防御假说”，此前，孙见凡教授所在课题组已从生理生化及功能基因表达（Nawaz, M.,et al. Journal of Hazardous Materials，2024a）和代谢通路（Nawaz, M.,et al. Plant Physiology and Biochemistry，2024b）等层面阐释了重金属污染介导的元素富集对入侵植物入侵能力的变化。以上研究，不仅丰富了入侵生态学理论，而且为重金属污染区域外来植物的管理与防控、本地种群恢复与构建及其重金属修复提供科学的方法和理论依据。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.147417
参考文献：
1. Nawaz, M., Sun, JF*, Bo, Y., et al.(2024a). Cadmium induced defense enhance the invasive potential of Wedelia trilobata under herbivore infestation. Journal of Hazardous Materials, p.133931.(IF=11.3，中科院一区)
2. Nawaz, M., Sun, JF*, Samina Shabbir. et al.(2024b). Exposure to toxic cadmium concentration induce physiological and molecular mechanisms alleviating herbivory infestation in Wedelia. Plant Physiology and Biochemistry: 109072.((IF=5.7，中科院二区)
3. Rasheed Akbar, Sun, JF*, Jin C, et al.(2026) Soil cadmium contamination facilitates the invasion of invasive weeds through enhanced herbivore resistance and competitive ability over congeneric species, Journal of Cleaner Production, 538: 147417.(IF=10.0，中科院一区)
4. Nawaz, M., Sun, JF*, Shabbir, S., et al. (2023). A review of plants strategies to resist biotic and abiotic environmental stressors. Science of The Total Environment, 900, 165832. (IF=8.0，被引318次，高被引)
5. Khattak, W. A., Sun, JF*，Hameed, R.., et al. (2024). Unveiling the resistance of native weed communities: insights for managing invasive weed species in disturbed environments. Biological Reviews. 99(3), 753-777. (IF= 11.7，中科院一区)
6. Javed, Q., Sun, JF*, Rutherford, S., et al (2023). Soil pollution and the invasion of congener Sphagneticola in crop lands. Journal of Environmental Management, 340:118013. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.118013. (IF=8.0，中科院二区)
