森林生态系统中，外生菌根真菌（Ectomycorrhizal fungi, ECMf）普遍与植物根系共生以帮助宿主植物获取土壤养分和水分，作为交换，植物会分配光合产物到外生菌根共生体（Ectomycorrhizal symbionts, ECMs）以满足其生长和功能发挥。精确量化外生菌根碳分配对森林生态系统碳储存和碳动态具有深远影响。目前相关研究缺乏，且决定ECMs碳分配的影响因素仍未可知。

根据外延菌丝的数量和根状菌索分化程度的不同， ECMf的菌丝类型进包括接触型、短距离、中等距离和长距离探索类型，不同探索类型的形态结构和生物量使得ECMs碳分配更为复杂。因此，解析不同菌丝探索类型和ECMs碳分配之间的关系成为研究外生菌根介导植物碳分配的关键，能够深入反映ECMf群落组成在森林生态系统碳库中的作用。

基于此，中国科学院成都生物研究所地表过程与生态系统管理项目组博士生谢路路（已毕业）在尹春英研究员的指导下，以西南亚高山优势针叶树种（云杉和落叶松）和阔叶树种（红桦和高山栎）为研究对象，基于控制实验，在生长季的不同阶段，通过¹³CO₂脉冲标记实验和菌丝袋，分析测定植物各组分碳分配比例和ECMf群落组成（探索类型），探究ECMs碳分配比例（P¹³C_ECMs）和ECMf群落组成随树种和季节的变化规律及二者之间的关系。研究表明，1）落叶树种的P¹³C_ECMs高于针叶树种，且生长季节末期的P¹³C_ECMs高于中期和早期。2）不同季节和树种处理下，接触型、短距离、中等距离和长距离探索类型在ECMf群落中的相对丰度分别是7.8~14.8%、~50%、25.2~31.2%和~10%；短距离和中等距离探索类型的相对丰度在不同树种和季节间存在显著差异：即短距离多出现在落叶树种和生长季节末期，而中等距离探测类型则正好相反。3）P¹³C_ECMs和短距离探索类型的相对丰度呈显著正相关关系，与中等距离探索类型的相对丰度呈显著负相关关系，而与接触型和长距离探索类型的相对丰度无显著性相关关系。

上述研究结果以“Tree species-specific differences in carbon allocation to ectomycorrhizal symbionts tightly relate to ectomycorrhizal fungal community composition”为题发表在《Forest Ecology and Management》 (农林科学TOP期刊, IF=3.7）。本研究得到了国家自然科学基金和中国科学院战略性先导专项等项目资助。

原文链接

图1.不同树种在不同季节的细根和外生菌根共生体生物量和碳分配比例

图2.外生菌根共生体碳分配比例和不同探索类型丰度之间的关系

图3.外生菌根共生体碳分配与探索类型关系的概念模型