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EU GREEN Research webinars - 12/02

Le 12 février 2025

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Biological invasions – what does it mean for European phytopathology?

by Dr. Katarzyna Patejuk, Assistant professor at Wrocław University of Environmental and Life Sciences, Department of Plant Protection, Division of Plant Pathology and Mycology.

Wednesday 12/02/2025 from 4 pm to 5 pm CET

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Invasive Alien Species (IAS) are a widely discussed topic in the scientific community. The intercontinental transport of plant material naturally leads to the transfer of pathogens, which can have devastating consequences for local crops and native flora.

The successful establishment of an alien species after its introduction depends on various factors, including its ability to overcome environmental resistance. Several hypotheses describe this phenomenon, but only a few – the Evolution of Increased Competitive Ability (EICA), the Enemy Release Hypothesis (ERH), and the Novel Weapon Hypothesis (NWH) – address the influence of local and alien pathogens on the establishment of invasions. Indirectly, these hypotheses also explain and predict phenomena such as spillover and spillback in phytopathogens.

Spillover is a process where an alien pathogen or pest, carried by an invasive alien species to a new area, infects local organisms. The impact on the invasive alien plant, with which the pathogen has coexisted for years, is usually smaller than on the new host plant. As suggested by Strauss et al. (2012), the spread of IAS pathogens can significantly affect native plants and may even drive the invasion process, promoting the advantage of IAS over native plants. In contrast, spillback describes the impact of native pathogens that find a niche on IAS and significantly increase their population in the environment, thereby negatively affecting their original native hosts. Given these dynamics, it is crucial to conduct research on the pathogens of invasive plants, the transfer of alien pathogens, and their impact on native and cultivated plants.

The aim of this presentation is to summarize various studies conducted by our team on invasive alien species (IAS) pathogens and to highlight the potential phytosanitary threats associated with the spread of invasive plants in Europe. We will cover key issues related to spillover and spillback phenomena, drawing on multi-year studies (2017-2024) of the mycobiota of boxelder maple, black cherry, and impatiens in Poland. The presentation will provide insights into the challenges and importance of accurately identifying fungi inhabiting alien plants, including species such as Taphrina spp. and Colletotrichum spp. Additionally, we will showcase the mycobiome of invasive alien plants as a source of previously undescribed fungal species of various origins. I will present our recent findings, highlighting cities as hotspots for the diversification of IAS mycobiota and their impact on pollination competition. Finally, I would like to discuss the topics we are currently researching and our anticipated next steps.

Keywords : phytopathogens, biological invasion, invasive plant species, Enemy Release Hypothesis, fungi, green agents

Target audience: Master students, PhD students, postdocs, researchers

Les espèces exotiques envahissantes (EEE) sont un sujet largement débattu dans la communauté scientifique. Le transport intercontinental de matériel végétal entraîne naturellement le transfert d’agents pathogènes, ce qui peut avoir des conséquences dévastatrices sur les cultures locales et la flore indigène.

L’établissement réussi d’une espèce exotique après son introduction dépend de divers facteurs, notamment de sa capacité à surmonter la résistance environnementale. Plusieurs hypothèses décrivent ce phénomène, mais seules quelques-unes – l’évolution de la capacité compétitive accrue (EICA), l’hypothèse de la libération de l’ennemi (ERH) et l’hypothèse de la nouvelle arme (NWH) – abordent l’influence des agents pathogènes locaux et étrangers sur l’établissement des invasions. Indirectement, ces hypothèses expliquent et prédisent également des phénomènes tels que le débordement et le retour en arrière des phytopathogènes.

Le débordement est un processus par lequel un agent pathogène ou un ravageur étranger, transporté par une espèce exotique envahissante vers une nouvelle zone, infecte les organismes locaux. L’impact sur la plante exotique envahissante, avec laquelle l’agent pathogène coexiste depuis des années, est généralement moindre que sur la nouvelle plante hôte. Comme le suggèrent Strauss et al. (2012), la propagation des agents pathogènes des EEE peut affecter de manière significative les plantes indigènes et peut même conduire au processus d'invasion, favorisant ainsi l'avantage des EEE sur les plantes indigènes. En revanche, les répercussions décrivent l’impact des agents pathogènes indigènes qui trouvent une niche dans les EEE et augmentent considérablement leur population dans l’environnement, affectant ainsi négativement leurs hôtes indigènes d’origine. Compte tenu de cette dynamique, il est crucial de mener des recherches sur les pathogènes des plantes envahissantes, le transfert de pathogènes exotiques et leur impact sur les plantes indigènes et cultivées.

L'objectif de cette présentation est de synthétiser différentes études menées par notre équipe sur les pathogènes des espèces exotiques envahissantes (EEE) et de mettre en évidence les menaces phytosanitaires potentielles associées à la propagation des plantes envahissantes en Europe. Nous aborderons les questions clés liées aux phénomènes de débordement et de rétroaction, en nous appuyant sur des études pluriannuelles (2017-2024) du mycobiote de l'érable boxelder, du cerisier noir et de l'impatiens en Pologne. La présentation donnera un aperçu des défis et de l'importance d'identifier avec précision les champignons habitant les plantes exotiques, y compris les espèces telles que Taphrina spp. et Colletotrichum spp. De plus, nous présenterons le mycobiome des plantes exotiques envahissantes comme source d’espèces fongiques d’origines diverses jusqu’alors non décrites. Je présenterai nos récentes découvertes, mettant en avant les villes comme des points chauds pour la diversification des mycobiotes EEE et leur impact sur la compétition de pollinisation. Enfin, j'aimerais discuter des sujets sur lesquels nous recherchons actuellement et de nos prochaines étapes prévues.

Mots clés : phytopathogènes, invasion biologique, espèces végétales envahissantes, hypothèse de libération d'ennemis, champignons, agents verts

Public cible : Étudiants en master, doctorants, postdoctorants, chercheurs

Mis à jour le 10 février 2025.