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土壤培肥与改良团队与中国科学院生态环境研究中心合作在草原丛枝菌根真菌群落响应极端气候研究方面取得新进展

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发布者:管理员发布时间:2021-09-13作者:吴红慧来源:土壤培肥与改良团队点击量:

  近日,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤培肥与改良团队与国内外其它科研单位合作,在丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal, AM)真菌响应极端气候研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Community response of arbuscular mycorrhizal fungi to extreme drought in a cold-temperate grassland”为题发表在国际知名植物学期刊《New Phytologist》(IF=10.151)上(图1)。文章报道了在草原生态系统中,AM真菌群落对极端干旱的响应模式及其与植物群落之间的关系,并提出植物群落的逆境适应策略介导了AM真菌群落对极端干旱的响应。

  

  图1 论文截图

  作为全球气候变化的重要体现,极端气候事件发生的频率和强度不断增加,严重威胁着全球和区域生态系统的稳定(Smith, 2011; Reichstein et al. , 2013)。长期以来极端气候事件的不可预测性和稀有性限制了我们对其生态效应的研究,且已有的研究多关注地上植被生态系统,很少关注地下土壤生态系统。AM真菌是一类重要的植物共生微生物,广泛分布于陆地生态系统中,可以与绝大多数陆地植物形成菌根共生体,千赢国际网投:是影响植物群落动态和生态系统稳定的关键微生物类群(Powell & Rillg, 2018)。然而,在自然生态系统中,我们对AM真菌群落如何响应极端气候事件还知之甚少。

  

  图2 内蒙古草原极端干旱实验平台

  本研究依托内蒙古草原极端干旱实验平台(图2),综合考虑地上植被和土壤环境因素,研究了AM真菌群落对极端干旱的响应规律及其与植物群落之间的关系。研究发现,AM真菌的丰富度和群落组成对极端干旱非常敏感,且其对急性干旱的敏感性高于对慢性干旱的敏感性。AM真菌群落响应(即物种丰富度的下降和群落组成的变化)可由土壤水分、植物丰富度和地上生产力共同解释(图3)。本研究还深入探讨了AM真菌群落对极端干旱的响应与植物群落之间的关系,并基于相关分析和结构方程模型验证提出植物群落的逆境适应策略(plant adaptive strategy)可能介导了AM真菌群落对极端干旱的响应(图4)。

  本研究揭示了AM真菌群落对极端干旱事件的响应模式和规律,为理解气候变化下土壤微生物群落的响应和构建机制,以及地上植被与土壤微生物之间的耦联关系提供了科学依据。

  

  图3 AM真菌群落对极端干旱的响应

  

  图4 植物群落介导AM真菌群落响应假说

  中国科学院生态环境研究中心博士研究生付伟为论文第一作者,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所吴红慧研究员和中国科学院生态环境研究中心陈保冬研究员为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助。

  文章链接:http://www.6hn.3838602.com/doi/10.1111/nph.17692


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