《气候影响中国西南高山草甸土壤真菌群落构建及地理分布格局》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-08-15
  •     真菌在生态系统中扮演着植物共生菌、腐生菌和病原菌等多种角色,在促进地球化学循环和维系生态系统平衡等方面发挥着至关重要的作用。在高山和极地,真菌与植物形成复杂的生态关系,以适应当地严酷的环境。

        我国西南山地是全球生物多样性热点地区之一。此前在云南省德钦县白马雪山开展的研究中,中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究团队发现该区域森林生态系统中分布的外生菌根真菌较之世界其它山地更为丰富(Gong et al.,2022;.?https://doi.org/10.1128/spectrum.01950-21)。随后,高山草甸这一极易受气候变化影响的生态系统成为了该团队的关注热点:在全球气候变化的背景下,该生态系统的土壤真菌群落将何去何从?回答这一问题的前提是对土壤真菌多样性、群落组成特征、形成机制及其驱动因子进行解析。

        该团队以采集自我国西南横断山区和东喜马拉雅地区高山草甸分布的两种重要外生菌根真菌植物(珠芽蓼Bistorta vivipara和圆穗蓼B. macophylla)的根系及其周围土壤为研究对象,从生物地理分布和群落构建过程的角度,分析当地土壤真菌与全球不同地区真菌的联系,并结合空间、气候和土壤理化性质等环境因子探讨区域范围内土壤真菌群落空间结构及其成因。结果显示:(1)我国西南高山草甸真菌整体上与北方森林(boreal forest)和苔原(tundra)的真菌联系更为紧密,其中腐生真菌比外生菌根真菌具有更强的扩散能力;(2)该区域真菌群落组成在不同地理分布和样品来源(土壤vs根系)间差异显著;(3)气候是区域范围内真菌群落分异最主要的解释因子,但其对土壤和根系中腐生真菌群落组成差异解释度有别,前者高于后者;(4)相似气候条件所带来的同质选择(homogeneous selection)主导着该区域真菌群落的装配,同时,漂变(drift)和扩散限制(dispersal limitation)的作用也不可忽视。

        近日,该研究成果以Biogeography and community assembly of soil fungi from alpine meadows in southwestern China show the importance of climatic selection为题发表于环境科学国际期刊Science of the Total Environment。中国科学院昆明植物研究所与云南大学联合培养硕士研究生刘永杰和安徽农业大学园艺学院青年教师龚赛博士(中国科学院昆明植物研究所2022级博士毕业生)为共同第一作者,云南大学胡卫红副教授和中国科学院昆明植物研究所冯邦副研究员为共同通讯作者,中国科学院昆明植物研究所王元兵副研究员和杨祝良研究员参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金面上项目(32170023)、云南省重点地区科技规划项目(202303AP140004)等支持。

  • 原文来源:http://www.kib.cas.cn/xwzx/kyjz/202407/t20240710_7214792.html
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    • 编译者:季雪婧
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    •     土壤细菌和真菌是陆地生态系统中微生物群落的重要组成部分,具有较高的可塑性及适应性,在生态系统中发挥着重要作用。不同海拔下,高山灌丛生态系统土壤微生物群落的分布格局及其影响因素的研究不足,在很大程度上限制了对灌丛生态系统生态学过程的认知。     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和李琬婷在尹春英研究员的指导下,以折多山优势灌丛光亮杜鹃(Rhododendron nitidulum Rehd. et Wils)为研究对象,采集不同海拔(3300、2600、3900和4200米)的植物根系和土壤样品,利用高通量测序技术(Illumina MiSeq sequencing platform),阐明了不同海拔的根际土壤微生物群落变化格局及主要调控因素。研究表明:1)细菌群落丰富度和多样性随海拔增加呈先降低后增加的趋势,在3600米达到最小值;而海拔3300米处的真菌群落丰富度在显著低于其他海拔。2)不同微生物类群对环境的相应不同。在低海拔(3300和3600米),土壤养分有效性低,杜鹃具有更大的根系表面积,细菌类群中Planctomycetota占优势;而高海拔(3900和4200米)的土壤养分有效性高,杜鹃具有较低的根系表面积,真菌类群 中Mortierellomycota占优势。3)土壤含水量、pH 值、硝态氮和有效磷含量,和根系表面积和最大深度是解释根际土壤细菌和真菌群落变化的主要因素。本研究揭示了不同海拔杜鹃根际土壤微生物群落的分布格局及其驱动因子,加深了对高山灌丛生态系统的微生物学过程的理解。      上述研究结果以“Soil properties and root traits are important factors driving rhizosphere soil bacterial and fungal community variations in alpine Rhododendron nitidulum shrub ecosystems along an altitudinal gradient”为题发表在《Science of the Total Environment》 (IF=10.753)。谢路路和李琬婷为论文第一作者,尹春英研究员为论文通讯作者。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、四川省应用基础研究和和中国科学院重点部署项目的联合资助。
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    • 编译者:zhoubz
    • 发布时间:2017-02-16
    • 最近的研究表明,健康,完整的沿海湿地生态系统,如红树林,潮汐沼泽和海草草甸,特别善于从大气中吸取二氧化碳并储存数百至数千年。政策制定者有兴趣了解其他海洋系统(如珊瑚礁,海带森林,浮游植物和鱼类)是否可以减轻气候影响。马里兰大学科学家合作的一项新分析研究表明,尽管沿海湿地作为二氧化碳的有效“蓝碳”储存库,但其他海洋生态系统不长时间储存碳。该研究成果发表在2017年2月1日的“生态与环境前沿”杂志上,同时也指出沿海湿地可以帮助保护沿海社区免受风暴潮和侵蚀。与居住在国际水域生态系统相比,沿海湿地区域更易于政府管理,进一步增加沿海湿地在应对气候变化方面的战略价值。 UMD地球系统科学跨学科中心的助理研究科学家和论文的共同作者Ariana Sutton-Grier说,“我们比较了许多不同的沿海生态系统,并对包括沿海湿地在内的温室气体减缓的讨论做出了明确的解释。沿海湿地在其土壤中储存大量的碳,是重要的长期天然碳汇,而海带,珊瑚和海洋动物则不是。”研究论文综合了关于各种沿海和海洋生态系统的先前数据,以确定哪些系统最适合减轻气候影响。为了进行评估,Sutton-Grier和她的同事评估了每个生态系统如何有效地捕获二氧化碳 - 例如,植物利用它来建立树枝和叶子,以及碳在植物组织或土壤中储存多久。沿海湿地在每一项措施中都超越了其他海洋系统。例如,研究人员估计,红树林单独捕获和存储每年多达3400万吨碳,这大约相当于一年中2600万辆乘用车排放的碳。潮汐沼泽和海草草地的估计值各不相同,因为这些生态系统在全球范围内没有很好的映射,但是每一个的总数可能超过每年8000万公吨。总而言之,沿海湿地每年可能捕获并储存超过200公吨的碳。重要的是,这些生态系统将50-90%的碳储存在土壤中,如果不受干扰,它们可以停留数千年。 研究人员的目标是帮助资源管理者和政策制定者集中有限的资源,以对气候减缓产生最大的影响。新的分析承认,其他生态系统,如珊瑚礁和海带森林,提供宝贵的风暴和侵蚀保护,关键的鱼栖息地和娱乐机会,因此应得到保护。但是它们长期储存碳的能力有限。研究人员经常将陆地森林视为碳汇。但大多数森林在其土壤中不储存大量的碳。因此,研究人员认为沿海“蓝碳”栖息地可能是地球上最有效的储存碳生物储层。 附图:红树林,盐沼和海草床(从左到右)作为碳储存库的效率。 (王秀娟 编译)