生态系统水平上土壤丛枝菌根真菌丰富与受侵染根系长度相关

来源：拇指科研

丛枝菌根真菌（AMF）能与85%以上的维管植物建立共生关系，在大多数热带森林和温带草原生态系统中占主导地位。除了AMF在养分吸收等方面的作用，它还对生态系统功能存在重要的影响，这就需要区分“根内菌丝”（即根内的真菌生物量）和“根外菌丝体”（即土壤中的真菌）。根内菌丝通过影响宿主植物养分吸收间接地影响生态系统进程，根外菌丝则通过改变土壤微生物群落结构和组成、增强土壤团聚体稳定性等直接影响生态系统进程。众多研究报道了有关根系AMF丰度的信息，但很少报道自然生态系统中AMF根外菌丝（尽管它们直接影响碳和养分循环）的丰度，并且与植物根系中AMF丰度的关系知之甚少。研究表明，在AMF侵染根系的过程中，AMF根外菌丝普遍增加。这表明在相同的单个AMF物种中，较高的根内C分配通常导致土壤中较高的C分配。但是，自然生态系统具有较高的异质性，AMF在根系内部和外部分配的生物量比例可能有显着差异。因此，在自然生态系统中，可能存在不同的AMF侵染策略，根部AMF侵染增加是否会导致土壤中AMF菌丝增加还不得而知。

莱顿大学环境生物学系Milagros Barcelo#*、塔尔图大学Leho Tedersoo和Ivika Ostonen等人收集荷兰Kennemer沙丘国家公园土壤和根系样品（350 m样带内的菌根植物），以期探究自然沙丘草地中根系与土壤中AMF丰度的定量模式以及相应的群落组成，以回答以下问题：1）在自然生态系统中根中AMF的侵染水平是否与土壤中AMF菌丝体的丰度成正相关？如果是这样，2）不同的AMF侵染策略是否会影响根部和土壤中AMF丰度之间的关系？他们假设，如果在生态系统水平上占主导地位的是单一侵染策略，则AMF在根系和土壤分配的生物量比例将保持恒定，因此，土壤与根系中的生物量之间的关系可能是可预期的。如果在植物群落中同时发生根系和土壤定殖策略，但它们的根内和根外相对丰度是互补的，则也可能在根系和土壤AMF生物量之间存在相关性。

研究发现AMF侵染的根系的总长度与土壤中NLFA 16：1ω5的数量之间存在很强的正相关关系。这提供了第一个基于野外的证据，证明了生态系统水平根内和根外AMF菌丝之间的生物量成比例分配。这说明通过单个真菌物种的补偿性侵染策略使这种现象成为可能。最后，我们的发现探索了使用AMF根内菌丝丰度作为土壤AMF丰度的替代方法的可能性，有助于进一步研究AMF对生态系统功能的影响。

该项研究结果以“The abundance of arbuscular mycorrhizain soils is linked to the total length of roots colonized at ecosystem level”为题，于2020年9月发表在PloS One上。（IF=2.74）

虽然PloS One饱受诟病，但这篇的参与者Leho Tedersoo和IvikaOstonen都是菌根学领域十分具有影响力，尤其Leho Tedersoo在2014年Nature上发表的 “Globaldiversity and geography of soil fungi”以及2020年在Science上发表的“How mycorrhizal associationsdrive plant population and community biology”都值得拜读。