近日，水土保持研究所劉國彬黃土高原生態修復科研創新團隊在植物科學領域著名期刊《Plant Physiology》發表題為《N enrichment affects the arbuscular mycorrhizal fungi-mediated relationship between a C4 grass and a legume》和《Plant Journal》發表題為《Mechanistic understanding of interspecific interaction between a C4 grass and a C3 legume via arbuscular mycorrhizal fungi as influenced by soil phosphorus availability using a 13C and 15N dual-labelled organic patch》的研究論文。我校畢業的劉鴻飛博士為論文第一作者，薛萐研究員為通訊作者，黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室為第一單比特。
叢枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi；AMF）可以通過直接向植物提供養分或促進土壤有機質礦化來改善植物養分的獲取，從而影響自然群落的種間植物關係，然而關於土壤不同氮磷水准下AMF如何作用植物種間關係的機制尚不清楚。該研究以黃土高原天然草地頂級群落優勢種白羊草（Bothriochloa ischaemum；C4植物）和伴生種達烏裡胡枝子（Lespedeza davurica；豆科植物）為研究對象，通過微宇宙植物13C和15N穩定性同位素標記實驗，揭示了不同土壤氮磷添加水准下AMF影響氮素在植物-土壤系統中的分配規律及其種間關係的作用機制。研究表明在低氮水准下AMF優先向C4植物根系提供N，而减少豆科植物對N的吸收，從而抑制了AMF對豆科地上部生長；氮含量新增後，AMF通過促進豆科植物的生長加强了植物的種間關係，减弱了由於種間作用對植物通過AMF路徑吸收N的影響。低水準磷含量新增後，AMF促進了C4植物地上部N的吸收，降低了豆科植物的N吸收，高水准磷含量新增後，AMF通過降低豆科植物的N吸收而促進C4植物N吸收來調節植物的種間關係。上述結果說明在土壤NP有效性嚴重限制植物生長時，AMF對C4禾本科牧草的優先供氮是維持優勢種的重要途徑，當NP限制緩解後，AMF可以通過調節土壤酶活性改變土壤可利用養分特徵，進而改變C4禾本科牧草和C3豆科植物之間的種間關係。該研究揭示了草地生態系統植物物種多樣性維持和群落結構穩定的AMF作用機制，對於草地經營管理具有重要意義。
論文連結：
Plant Physiology論文：
https://academic.oup.com/plphys/advance-article/doi/10.1093/plphys/kiab328/6322966
Plant Journal論文：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.15434
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