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植物地下根系的种内变异对根际微食物网的影响

发布时间:2026-07-10
来源:气候变化和生态系统稳定性团队

在热带森林中,树木不仅地上部分千姿百态,其看不见的地下根系也存在着丰富的个性差异,即种内性状变异。这些种内性状变异如何影响其根际的土壤生物群落——包括细菌、真菌和线虫?它们之间的共现网络又会因此发生怎样的改变?此前的研究多关注不同物种间的差异,而对同一物种内个体间的变化如何塑造地下微食物网知之甚少,这限制了我们全面理解植物与土壤生物互作的机制。

为了解答上述问题,研究团队中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)中选取了6种丛枝菌根植物6外生菌根植物,对每种植物相似胸径大小的5个体测定其根系功能性状(根系分泌物速率、根直径、比根长、氮含量、组织密度)根际土壤养分和pH同时还测定了每个个体的根际细菌,真菌和线虫群落的组成和多样性,并构建了这些生物类群内部及彼此间的共现网络。通过分析根系性状,根际土壤性质与根际生物群落种内变异的关系,结果发现根系策略和根际土壤性质的种内变异会共同影响根际生物群落的多样性和微食物网结构。具体而言,采用靠自己 高比根长快速获取高根氮含量策略的根系以及根际土壤养分更高外生菌根树木的个体,其根际真菌和线虫多样性更高;而根际土壤pH更高丛枝菌根树木的个体,则拥有更的细菌多样性。此外,在两类菌根植物中,拥有快速获取根系策略的植物个体都增强了细菌、真菌、线虫等不同类群之间共现网络的复杂性,而根际土壤养分和pH更高的植物个体则主要提升了同内部共现网络的复杂性。值得注意的是,与丛枝菌根植物相比,外生菌根植物种内变异对其根际生物群落的影响更为显著。研究在种内变异尺度上,系统揭示了植物根系性状差异是如何通过不同的资源获取策略,深刻影响着根际微食物网的结构与功能,为理解生物多样性维持和生态系统功能提供了全新的地下视角。

相关结果以Intraspecific root traits variations affect rhizosphere soil biota diversity and network complexity in a tropical common garden为题发表在土壤学经典期刊Plant and soil上。该研究主要由版纳植物园气候变化与生态系统稳定性团队完成。版纳植物园在读博士生方明克和版纳植物园与云南大学联合培养已毕业硕士生张豪为共同第一作者,夏尚文副研究员和杨效东研究员为共同通讯作者。该研究在数据采集和分析过程中得到了版纳植物园园林园艺中心和公共技术中心的支持,并得到了国家自然科学基金、版纳植物园十四五等项目的资助,在此一并致谢。

1 种内变异下根系性状和根际土壤性质对根际细菌、真菌和线虫多样性的影响

2 种内变异下根系性状和根际土壤性质对根际细菌、真菌和线虫共现网络结构的影响


本文作者:夏尚文

责任编辑:张维静
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