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前沿丨生态系统生态学课题组揭示气候变暖改变丛枝菌根真菌群落构建机制

2021-10-27 来源:资源与环境科学学院 作者:资环学院 图片:

气候变暖和降水改变是全球变化的重要组成部分,可以显著影响植物生长与植物-微生物相互作用,尤其是植物与微生物的共生关系。丛枝菌根(AM)真菌是一类重要的植物共生微生物,在陆地生态系统中分布广泛并与80%以上的陆地植物根系形成共生体,其从寄主植物获得光合产物,并为植物提供营养作为交换。AM真菌在调节植物群落、根际微生物群落、土壤碳和养分循环等方面起着关键作用,特别是在养分循环受到温度限制的高寒地区,例如青藏高原草地生态系统,AM的作用尤为重要。因此, AM真菌群落对增温和降水改变的响应会对未来全球变化下植物群落动态和生态系统过程产生显著影响。然而,气候变暖和降水改变如何影响AM真菌群落构建尚不清楚。

近日,资源与环境科学学院生态系统生态学实验室在全球变化领域顶级期刊《Global Change Biology》上发表了题为“Climate warming promotes deterministic assembly of arbuscular mycorrhizal fungal communities”的研究论文。该研究依托于甘肃甘南草原生态系统国家野外科学观测研究站中的高寒草甸全球变化实验,在AM真菌群落构建对模拟气候变暖和降水改变的响应研究方面取得重要进展。

结果表明,气候变暖提高了微生物活性,增加了土壤可利用氮和磷的含量,促进了植物根系生长,从而降低了植物对AM真菌的依赖,减少植物对AM真菌的碳分配,由此加剧了AM菌根群落内物种之间对碳源的竞争,致使AM真菌群落组成发生变化(具有更高养分吸收能力的Diversisporaceae科相对丰度增加,而养分吸收能力较弱的Glomeraceae科相对丰度降低),最终使得AM真菌的群落构建由随机过程主导变为确定性过程主导。而降水改变则增加了AM真菌根外菌丝的生物量,却对AM真菌群落没有影响。这些结果说明气候变暖会改变高寒生态系统中AM真菌群落构建的主要机制,此发现有助于预测未来全球变化情景下AM真菌对植物群落动态和土壤碳与养分循环的影响。

该研究由资环学院生态系统生态学实验室、北卡罗莱纳州立大学、中山大学和佐治亚理工学院合作完成,南京农业大学为通讯作者单位。资环院博士研究生徐新雨与仇云鹏博士为本文共同第一作者,仇云鹏博士与Shuijin Hu教授为共同通讯作者。佐治亚理工学院Lin Jiang教授和中山大学陈怀海副教授参与了此项研究。生态系统生态学课题组长期从事植物-土壤微生物相互作用、土壤碳氮循环过程及其对全球变化的响应的研究。近年来,在国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目等项目资助下,在Science Advances, Nature Geoscience, Ecology Letters,Global Change Biology等生态学顶级期刊上发表了研究成果。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.15874


校对:易荣菲

编辑:易荣菲

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