Die Hülsenfrüchtler sind die drittgrößte Pflanzenfamilie, die nur hinter den Asteraceae und Orchidaceae rangiert, und die mit Abstand am weitesten verbreitete Pflanzengruppe, die nicht nur in der Antarktis und auf den Falklandinseln vorkommt. Leguminosen sind ökologisch wichtig wegen ihrer Fähigkeit, atmosphärischen Stickstoff zu binden und so den Eintrag dieses Nährstoffs in Ökosysteme zu regulieren. Vachellia sieberiana ist eine Fynbos-Hülsenfrucht, die stark an nährstoffarme Savannen-Ökosysteme angepasst ist. Das Vorhandensein anderer Arten mit ähnlichen Ernährungsbedürfnissen kann jedoch Änderungen in den Vorlieben der Leguminosen für N fördern, einschließlich der Umstellung von der biologischen Stickstofffixierung auf die Verwendung von Boden-N. Das schädliche Unkraut Chromolaena odorata ist aufgrund seiner schnellen Wachstumsraten und verbesserten Nährstoffaufnahmeraten in natürliche Ökosysteme und landwirtschaftliche Flächen in ganz Südafrika eingedrungen. Daher ist es wahrscheinlich, dass diese Art die Ansiedlung und das Wachstum einheimischer Leguminosen wie z V. sieberiana, besonders in phosphorarmen Böden. Bisher wurde jedoch keine Forschung durchgeführt, um zu verstehen, wie das Vorhandensein von C. odorata befällt einheimische Leguminosen in den nährstoffarmen Böden der Savannenökosysteme des südlichen Afrikas.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in AoBP, Ndzwanana et al. Beheben Sie diese Wissenslücke, indem Sie den Wettbewerb zwischen untersuchen C. odorata und V. sieberiana in nährstoffarmen Savannenböden und wie das Vorhandensein der ersteren die Wachstumsmuster der letzteren verändert. Man fand heraus, dass V. sieberiana kann der Konkurrenz durch invasive Sträucher wie widerstehen C. odorata durch die Nutzung sowohl atmosphärischer als auch bodenbürtiger Stickstoffquellen. Diese Umstellung der Stickstoffaufnahmestrategie wird durch bodenbürtige Symbionten der Pflanze aus der Familie der Rhizobiaceae bewirkt, welche die unterirdische Verteilung in die Wurzelknöllchen verbessern und diese effizienter bei der Fixierung von atmosphärischem Stickstoff machen. Auf diese Weise V. sieberiana Sämlinge, die der Konkurrenz ausgesetzt sind, haben höhere C-Wachstumskosten, wenn sie über den gesamten Pflanzenwachstumszyklus integriert werden, verglichen mit V. sieberiana Sämlinge wachsen ohne Konkurrenz. Die Zuordnung von Biomasse zu den unterirdischen Strukturen in diesen Sämlingen ermöglicht es ihnen, in verarmten Böden zu überleben und sich zu behaupten C. odorata.

Forscher-Highlight

Anathi Magadlela wuchs in einem kleinen Dorf namens Idutywa in der Provinz Ostkap in Südafrika auf. Im Jahr 2011 zog er in die Provinz Westkap in Südafrika, um einen MSc und PhD in Pflanzenphysiologie an der Abteilung für Botanik und Zoologie der Universität Stellenbosch, Kapstadt, durchzuführen. Anathi hält derzeit eine Dozentenstelle an der School of Life Sciences der University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg.

Anathi ist Pflanzenbiologin und konzentriert sich auf funktionelle und evolutionäre Aspekte der Pflanzen-Boden-Mikroben-Interaktionen während Nährstoffstress. Seine aktuelle Forschung konzentriert sich auf die funktionelle Flexibilität von Leguminosen in natürlichen Ökosystemen und nachhaltigen landwirtschaftlichen Systemen bei Nährstoffstress. Diese Forschung zielt darauf ab, phänotypische und molekulare Anpassungen von nährstoffgestressten Hülsenfrüchten zu bewerten, um die einzigartigen Gene und Proteine ​​aufzuklären, die an Nährstoffstressanpassungen von Hülsenfrüchten und stickstofffixierenden Bakterien beteiligt sind.