近日,中国科学院成都生物研究所研究员尹华军团队以青藏高原亚高山针叶林典型树种——急尖长苞冷杉(Abies georgei)为研究对象,通过沿海拔梯度对根系分泌物和根系样品进行原位采集,并结合化学信息学方法,将非靶向代谢组学数据转化为可量化的代谢性状。在此基础上,系统探讨了海拔梯度下根系分泌物化学特征与根系养分获取策略之间的协调关系。研究成果发表于《生态学研究》。
这项研究发现,随着海拔升高,急尖长苞冷杉的根系分泌物化学多样性显著下降;同时,其化学组成特性呈现出极性减弱、氢键受体数量减少和芳香性增强的趋势,这表明,树木根系分泌物介导的养分获取功能逐渐由低海拔以初级代谢物为主的促进养分获取功能,向高海拔以芳香类物质为主的化学防御功能转变。与此同时,随着海拔升高,树木根系的养分获取策略从以高根组织密度为特征的保守型(即高防御、低获取能力),向以高根氮含量为特征的快速获取型(即高获取、低防御能力)转变。这表明在海拔梯度下,树木除了在根系自身功能上存在养分获取与防御之间的权衡关系外,更重要的是,与其根系分泌物化学特性介导的养分获取策略之间也表现出明显的功能互补性。
此外,根系分泌物与根系养分策略之间的协同互补关系主要受气温和土壤氮有效性共同调控。该研究为科学认识树木根系分泌物组成与其经典根系资源获取策略协同关系提供了野外实证证据,丰富并拓展了多变环境下植物根际养分获取策略与适应性机理的理论认识。
相关论文信息:https://doi.org/10.1111/1365-2745.70064
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