叢枝菌根真菌調控不同功能群植物種間關系獲進展

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作為土壤中廣泛存在的一類關鍵有益微生物，叢枝菌根真菌（AMF）可與80%以上的陸生植物建立共生關系，協助宿主植物吸收土壤養分，同時促進相鄰植物之間的資源合作，提高植物群落生產力和多樣性。

近日，四川農業大學草業科技學院副教授周冀瓊團隊利用稀釋排除法建立高、中、低及完全滅菌4個土壤微生物多樣性梯度的草原微生態系統，并設置3個不同的AMF多樣性接種梯度（接種混合AMF、接種單種AMF及不接種AMF），探究AMF如何調控不同土壤微生物多樣性下植物群落的生產力。該研究結果在線發表于Journal of Environmental Management。

研究表明，土壤微生物多樣性的喪失顯著降低了植物群落生產力，尤其是抑制了豆科及非固氮雜類草的生長。接種AMF后，植物群落生產力平均提高了190%，這主要歸功于豆科植物和非固氮雜類草生物量的增加，特別是低微生物多樣性的土壤中，接種AMF對植被的生長促進尤為顯著。此外，接種不同多樣性的AMF對草地生產力的促進效果顯著依賴于土壤微生物群落的多樣性，在低土壤微生物多樣性水平下，接種單一AMF比接種多種AMF更有利于植物生物量的產生，這可能是由于AMF類群之間存在高度功能冗余。

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不同土壤微生物多樣性中AMF對植物生產力的調控機制  四川農業大學供圖

此外，團隊還發現AMF對不同功能群植物的垂直生態位養分吸收策略起到關鍵影響，驅動混播群落的生產力提升。無論是深根植物還是淺根植物，均主要依賴淺層土壤來獲取氮素，這種不同功能群植物根系的垂直生態位分化對各物種的養分吸收影響較小，而AMF的存在顯著的調控了禾本科與豆科植物間的競爭-合作平衡，增加了豆科植物的生物固氮，均衡了各物種對土壤氮素的吸收利用，進一步促進了豆禾植物間的互補效應。因此，AMF對不同功能群植物群落種間競爭起到關鍵調控作用，該結果為如何利用土壤功能微生物提升草地生產力提供了理論基礎和技術支撐。該項研究結果發表在Plant Soil上。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.119509

https://doi.org/10.1007/s11104-023-06261-7