溫度閾值驅動青藏高原植物內生真菌多樣性的生物格局

已有研究表明土壤微生物對溫度升高的響應存在閾值效應。當環境溫度跨過閾值，微生物多樣性和豐度急劇下降。這種非線性響應增加了預測土壤微生物對氣候變暖響應的難度。然而，鮮有關于植物微生物對溫度升高的響應是否存在閾值效應的研究。植物微生物在促進植物生長和抵抗生物和非生物脅迫方面具有重要作用。忽視微生物對植物的促進作用，將低估生態系統對氣候變化的敏感性。青藏高原是全球氣候變暖的敏感區，也是剖析這一問題的天然實驗室。植物內生菌具有很強的宿主特異性，對同一物種的研究更有助于揭示植物微生物對溫度升高的響應模式。

中國科學院西北高原生物研究所以青藏高原特有植物山莨菪為研究對象，沿緯度梯度采集了山莨菪植物根及其根際土壤樣品，測定了真菌ITS2區，分析了真菌組成及多樣性。研究發現，山莨菪根內生真菌多樣性地理分布格局受到溫度的非線性控制，且存在多個影響植物根內生真菌α多樣性的溫度閾值，例如，1.40℃的年平均溫度和-8.26℃的最冷季平均溫度。當溫度跨過閾值時真菌多樣性將急劇下降，且該現象在干冷季節更為敏感。然而，根際土壤真菌與根內生真菌不同，根際土壤真菌α多樣性與溫度呈線性關系。根與根際土壤共有真菌的α多樣性對溫度升高的響應也存在多個溫度閾值。這種不同步性表明溫度可能調控土壤真菌進入根組織定植的過程。此外，研究發現，溫度閾值對根內生真菌β多樣性存在顯著影響。當溫差跨越2.2℃時，物種替換急劇減少，物種豐富度差異急劇增加。本研究揭示了溫度閾值驅動植物內生真菌地理學分布格局，為解析全球變化下宿主-微生物相互作用提供了研究框架。

5月19日，相關研究成果以Temperature thresholds drive the biogeographic pattern of root endophytic fungal diversity in the Qinghai-Tibet Plateau為題，在線發表在Science of the Total Environment上。研究工作得到國家重點研發計劃和中國科學院-青海省國家公園聯合專項的支持。