揭示苔原植物间细根性状与根际微生物间的关系（2020.10.4 Plant Biotechnology Journal）

植物-微生物相互作用是植物群落组成和动态变化的重要驱动力。根系是植物与土壤相互关联的器官，尤其是细根作为吸收水分和养分的关键部位，在植物功能与生态系统物质循环过程中由着重要作用。植物通过根系分泌物、相互共生以及确定可供分解者使用的凋落物的数量和质量来影响土壤微生物群落组成，且这些相互作用途径会影响共生和拮抗土壤微生物的生存和数量。因此，近年来细根功能性状关联及其变化是根系生物学、植物功能生态以及生态系统功能等研究领域的主流科學问题。植物细根越来越多的用于性状相关研究，植物细根及其功能性状通过根系分泌物和根凋落物质量来影响根际微生物。然而，对它们与根际微生物类群和功能的关系知之甚少。

近日，知名植物学期刊New Phytologist在线发表了瑞典大学农学院题为“Root trait–microbial relationships across tundra plant species”的研究论文。作者研究了北极苔原区植物细根性状与土壤微生物的关系。

北极苔原区具土壤养分贫瘠的生态特征，这表明位于该区域的植物可能比其他养分富裕生态系统下的植物更依赖于紧密的根系微生物的组合来进行养分循环。此外，北极苔原生态系统中经常存在的大量细根生物量和根凋落物可能有利于其广泛的菌根网络进行吸收的养分。因此，作者选取具有庞大物种库的亚北极苔原生态系统中的草地植被进行植物细根与根际微生物间关系的研究。

首先利用土壤微生物群落磷脂脂肪酸（PLFAs）生物标记和高通量测序技术，研究了20种亚北极苔原草地植物的11种优良根系性状与土壤微生物群落组成的关系。结果发现细根经济谱（fine root economics spectrum）与真菌与细菌的比率呈正相关，而与革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌比率呈负相关。然而，这一光谱与土壤真菌功能类群的相对丰度无关。然而，丛枝菌根真菌的相对丰度与根部碳含量呈正相关，与每根长的根叉数呈负相关。

综合研究结果表明，细根经济谱对于预测更广泛的土壤微生物类群（即真菌和细菌）非常重要，而单个根系性状对于预测土壤微生物类群和功能类群可能更为重要。