大多数陆生植物在长期适应进化过程中与菌根真菌建立独特而又极其重要的共生关系，并形成细根与菌根真菌两种主要的资源获取方式。这两种资源获取策略与植物生长、种群分布和进化密切相关，并在森林群落结构和功能稳定性及其对多变环境的适应中具有重要功能。相应地，探究根策略与菌根策略的协调关系对于理解植物的地下生态适应机制至关重要，并一直是植物学和生态学领域关注的重要科学问题。 

 近年来对根策略的研究揭示了根性状的多维性特征，并认为在根性状多维性框架内，菌根真菌与根觅食维度（由直径-比根长性状维度表示）之间的协调模式是由根直径主导的一种权衡关系，即直径较小的根偏向于根策略（即依赖根系获取资源），直径较粗的根更依赖菌根策略（即依赖菌根真菌获取资源），而与根吸收维度（由组织密度-根N浓度性状表示）无关（图1）。然而，迄今为止，以上认知大多源于丛植菌根（Arbuscular mycorrhizal, AM）物种（尤其是木本植物），而在外生菌根（Ectomycorrhizal, ECM）占主导的高寒针叶林中尚缺乏系统研究和试验论证。因此，关于ECM针叶树种中是否遵循类似于AM植物中发现的根策略与菌根策略的协作模式，以及背后的支配因素是什么？对这些问题尚缺乏清晰的认识。 

 针对上述科学问题，中国科学院成都生物研究所尹华军研究员团队与河南农业大学孔德良教授合作，以青藏高原与ECM共生的亚高山针叶林代表性树种为对象，通过测定一系列关键细根性状、菌根真菌群落特征（物种组成、菌丝探测类型与侵染率）及环境因子（气候与土壤特性），系统探讨了根性状多维性框架下ECM针叶树中根策略与菌根策略的协调关系及其关键环境驱动因素。研究发现，对于ECM针叶树种而言，基于菌根真菌群落组成和菌根侵染率的菌根觅食与根觅食和根吸收维度间均存在显著关联，其中与根觅食呈协同关系，而与根吸收呈权衡关系（图2，图3a）。研究同时发现，在温度受限的高寒生态系统中，降雨通过影响土壤水分、养分和pH而间接驱动上述根与菌根真菌之间的协调关系，具体表现为随降雨减少，长距离探测类型ECM真菌比例与根觅食（SRL）趋于增加，而根吸收呈降低趋势（图3a）。上述结果发现与AM植物中普遍观察到的根与菌根真菌的协作模式和主要驱动因素（即菌根真菌主要与根觅食相关且主要由温度驱动）存在明显不同，凸显了ECM共生针叶树种细根与菌根真菌协调模式的独特性和重要性（图3）。

　　图2 ECM针叶树根性状多维性特征和主要性状维度与菌根真菌间的关系

　　图3本研究中ECM针叶树根性状多维性与菌根真菌的协调关系示意图（a）；以往AM植物中观察到的根性状多维性与菌根真菌的协调关系（b）示意图 

 以上研究结果为全面、深入理解森林树木根系和菌根真菌复杂的协同模式及其在森林群落结构和功能稳定性中的生态重要性提供了新的见解。研究成果近期以“Precipitation, rather than temperature drives coordination of multidimensional root traits with ectomycorrhizal fungi in alpine coniferous forests”为题发表在生态学领域国际著名期刊Journal of Ecology (2023)上。该论文第一作者为郑州大学生态与环境学院丁俊祥博士（毕业于中科院成都生物研究所），通讯作者为中科院成都生物研究所尹华军研究员和河南农业大学孔德良教授。合作者包括美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校张子良博士、美国佛罗里达国际大学Oscar J. Valverde-Barrantes博士、南方科技大学王俊坚副教授和中科院华南植物园刘占锋研究员。该研究得到了第二次青藏高原科学考察研究、中国科学院“西部之光”交叉团队项目和国家自然科学基金等项目联合资助。 

 本项成果是继研究团队揭示青藏高原高寒针叶树种根系多维的养分获取策略（Ding et al., 2020, Journal of Ecology）及其与地上养分保存机制间多样化协调模式以来（Ding et al., 2023, Functional Ecology），在该领域取得的又一研究进展，同时也是研究团队近年来持续关注青藏高原高寒针叶林养分获取策略与调控机制的系列研究成果之一。 

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