近日，西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所劉國(guó)彬黃土高原生態(tài)修復(fù)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在植物科學(xué)領(lǐng)域著名期刊Plant Physiology發(fā)表題為“N enrichment affects the arbuscular mycorrhizal fungi-mediated relationshipbetween a C4 grass and a legume”的研究論文。西北農(nóng)林科技大學(xué)畢業(yè)的劉鴻飛博士為論文第一作者，薛萐研究員為通訊作者，黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一單位。

 

　　叢枝菌根真菌 （arbuscular mycorrhizal fungi; AMF）可以通過(guò)直接向植物提供養(yǎng)分或促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)礦化來(lái)改善植物養(yǎng)分的獲取，從而影響自然群落的種間植物關(guān)系，然而關(guān)于土壤不同氮磷水平下AMF如何作用植物種間關(guān)系的機(jī)制尚不清楚。該研究以黃土高原天然草地頂級(jí)群落優(yōu)勢(shì)種白羊草（Bothriochloaischaemum；C4植物）和伴生種達(dá)烏里胡枝子（Lespedezadavurica；豆科植物）為研究對(duì)象，通過(guò)微宇宙植物13C和15N穩(wěn)定性同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，揭示了不同土壤氮磷添加水平下AMF影響氮素在植物-土壤系統(tǒng)中的分配規(guī)律及其種間關(guān)系的作用機(jī)制。研究表明在低氮水平下AMF優(yōu)先向C4植物根系提供N，而減少豆科植物對(duì)N的吸收，從而抑制了AMF對(duì)豆科地上部生長(zhǎng)；氮含量增加后，AMF通過(guò)促進(jìn)豆科植物的生長(zhǎng)加強(qiáng)了植物的種間關(guān)系，減弱了由于種間作用對(duì)植物通過(guò)AMF路徑吸收N的影響。低水平磷含量增加后，AMF促進(jìn)了C4植物地上部N的吸收，降低了豆科植物的N吸收，高水平磷含量增加后，AMF通過(guò)降低豆科植物的N吸收而促進(jìn)C4植物N吸收來(lái)調(diào)節(jié)植物的種間關(guān)系。上述結(jié)果說(shuō)明在土壤NP有效性嚴(yán)重限制植物生長(zhǎng)時(shí)，AMF對(duì)C4禾本科牧草的優(yōu)先供氮是維持優(yōu)勢(shì)種的重要途徑，當(dāng)NP限制緩解后，AMF可以通過(guò)調(diào)節(jié)土壤酶活性改變土壤可利用養(yǎng)分特征，進(jìn)而改變C4禾本科牧草和C3豆科植物之間的種間關(guān)系。該研究揭示了草地生態(tài)系統(tǒng)植物物種多樣性維持和群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的AMF作用機(jī)制，對(duì)于草地經(jīng)營(yíng)管理具有重要意義。

　　土壤氮素含量驅(qū)動(dòng)植物-菌根真菌-土壤微生物互作

 

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　　Plant Physiology論文：

 

　　https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab328/6322966