中國科學院植物研究所研究員白文明、副研究員周萌等詳細闡明了單子葉和雙子葉植物的根系經濟空間特征，從解剖結構視角揭示了單子葉和雙子葉植物獨特的資源獲取策略。相關研究成果近日發表于《生態學雜志》（Journal of Ecology）。
根系性狀二維經濟空間的提出，為理解植物資源獲取策略及其對生態系統功能與過程的驅動作用提供了重要的理論框架。根系性狀變異的二維性與根的解剖結構密切相關，尤其是皮層和中柱隨直徑的異速增長關系。近期研究表明，根系的解剖結構并非固定不變——皮層和中柱的比例會隨根級顯著變化。目前多數相關研究忽視了這種解剖結構變化對根系性狀經濟空間的影響。
為更全面解析草本植物的資源獲取策略，白文明團隊對內蒙古典型草原32種多年生草本植物不同根級的解剖結構及與經濟空間相關的根系性狀進行了系統測定與分析，詳細闡明了單子葉和雙子葉植物的根系經濟空間特征。
研究人員發現，根系解剖結構，特別是皮層比例和次生生長的差異，是驅動根系性狀經濟空間隨根級變化的關鍵因素。單子葉草本植物由于缺乏次生生長，不同根級間的根系性狀經濟空間特征較為一致，其根系性狀變異主要由皮層比例驅動的“菌根共生維度”主導；相反，雙子葉草本植物的根系性狀經濟空間特征隨根級發生顯著變化。在雙子葉植物的低級根中，菌根侵染率與比根長的變化相對獨立，但與根氮含量在第二主成分軸上呈負相關關系，這可能是由于雙子葉植物中的豆科成員能夠與固氮菌形成可替代的共生關系，削弱了傳統根系經濟空間中的協作維度。
更重要的是，研究人員發現，在雙子葉植物中菌根侵染率與皮層比例的相關性顯著強于與根直徑的相關性。隨著根級升高，次生生長導致中柱的比例隨根系直徑顯著上升，而皮層比例降低。這一解剖結構的變化使比根長與菌根侵染率呈正相關關系，與經典根系經濟空間中兩者的權衡關系形成鮮明對比，揭示了次生生長對根系經濟空間的顯著影響。
該研究結果為深入探討根系結構對植物及生態系統功能的潛在影響奠定了重要的理論基礎。
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https://doi.org/10.1111/1365-2745.70179