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土壤培肥與改良團隊與中國科學院生態環境研究中心合作在草原叢枝菌根真菌群落響應極端氣候研究方面取得新進展

發布者:管理員發布時間:2021-09-13作者:吳紅慧來源:土壤培肥與改良團隊點擊量:

  近日,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所土壤培肥與改良團隊與國內外其它科研單位合作,在叢枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌響應極端氣候研究方面取得重要進展。相關研究成果以“Community response of arbuscular mycorrhizal fungi to extreme drought in a cold-temperate grassland”為題發表在國際知名植物學期刊《New Phytologist》(IF=10.151)上(圖1)。文章報道了在草原生態系統中,AM真菌群落對極端干旱的響應模式及其與植物群落之間的關系,并提出植物群落的逆境適應策略介導了AM真菌群落對極端干旱的響應。

  

  圖1 論文截圖

  作為全球氣候變化的重要體現,極端氣候事件發生的頻率和強度不斷增加,嚴重威脅著全球和區域生態系統的穩定(Smith, 2011; Reichstein et al. , 2013)。長期以來極端氣候事件的不可預測性和稀有性限制了我們對其生態效應的研究,且已有的研究多關注地上植被生態系統,很少關注地下土壤生態系統。AM真菌是一類重要的植物共生微生物,廣泛分布于陸地生態系統中,可以與絕大多數陸地植物形成菌根共生體,是影響植物群落動態和生態系統穩定的關鍵微生物類群(Powell & Rillg, 2018)。然而,在自然生態系統中,我們對AM真菌群落如何響應極端氣候事件還知之甚少。

  

  圖2 內蒙古草原極端干旱實驗平臺

  本研究依托內蒙古草原極端干旱實驗平臺(圖2),綜合考慮地上植被和土壤環境因素,研究了AM真菌群落對極端干旱的響應規律及其與植物群落之間的關系。研究發現,AM真菌的豐富度和群落組成對極端干旱非常敏感,且其對急性干旱的敏感性高于對慢性干旱的敏感性。AM真菌群落響應(即物種豐富度的下降和群落組成的變化)可由土壤水分、植物豐富度和地上生產力共同解釋(圖3)。本研究還深入探討了AM真菌群落對極端干旱的響應與植物群落之間的關系,并基于相關分析和結構方程模型驗證提出植物群落的逆境適應策略(plant adaptive strategy)可能介導了AM真菌群落對極端干旱的響應(圖4)。

  本研究揭示了AM真菌群落對極端干旱事件的響應模式和規律,為理解氣候變化下土壤微生物群落的響應和構建機制,以及地上植被與土壤微生物之間的耦聯關系提供了科學依據。

  

  圖3 AM真菌群落對極端干旱的響應

  

  圖4 植物群落介導AM真菌群落響應假說

  中國科學院生態環境研究中心博士研究生付偉為論文第一作者,中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所吳紅慧研究員和中國科學院生態環境研究中心陳保冬研究員為共同通訊作者。本研究得到國家重點研發計劃和國家自然科學基金等項目的資助。

  文章鏈接:https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17692


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