New Phytologist最新发现 | 植物物种间通过外生菌根真菌传递的碳转移
文摘
Science
2024-07-29 14:27
澳大利亚
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原文链接：
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/nph.19943
近日，《New Phytologist》杂志在线发表了德国哥廷根大学Michela Audisio为通讯作者的题为“Ectomycorrhizal fungi of Douglas-fir retain newly assimilated carbon derived from neighboring European beech”的研究论文。该研究通过盆栽实验探究共存植物欧洲山毛榉（Fagus sylvatica）和北美黄杉（Pseudotsuga menziesii）间通过外生菌根真菌传递的碳转移，发现13C只出现在包含外生菌根真菌结构的植物组织中（吸收根内皮层、皮层和菌鞘），而非其它植物组织。同种树种间13C转移量大于不同树种。因此，研究结果支持植物近期同化的碳会在菌根真菌侵染的不同植株的根尖中共享，不同树种由于根尖真菌类型重叠度低，碳转移弱。
与外生菌根真菌共生的树种可以通过地下共享的菌丝网络相互连接。虽然真菌间的碳转移在菌异养植物中得到了广泛的认识，但自养植物是否能通过共同菌丝网络转移碳和养分尚存在争议。利用同位素标记技术，供体植株同化的碳会在一个或多个周边受体植株的根系中检测到。但受体植株中检测到的碳是否只保留在ECM根尖的真菌组织还是会运送到植株其它部位尚不清楚。另外，植物种间碳交换的研究多集中于分布区重叠的物种。本地种和外来种混植的混交条件下是否存在碳交换尚不明确。本研究利用不同原产地的两个树种（欧洲山毛榉和北美黄杉）的种苗进行碳转移研究，追踪了欧洲山毛榉新合成的碳转移到受体欧洲山毛榉和北美黄杉的过程。结果表明，在受体植株中，只有存在ECM真菌组织的植物根尖中富有13C，受体北美黄杉和供体欧洲山毛榉根尖只存在一个相同的ECM真菌，其13C含量小于受体欧洲山毛榉。从菌根真菌的角度来说，从多个植株中获取碳增加了其对干扰的忍耐力；而对植物而言，维持共生真菌的碳消耗可以由其它植物共同承担。![]()
图1. 供体（a）和受体（b）的13C含量。CR：粗根；MR：菌根。BB_C: (Beech+Beech_connected)：欧洲山毛榉和欧洲山毛榉种植在同一个盆中不分隔；BB_C: (Beech+Beech_separated)：欧洲山毛榉和欧洲山毛榉种植在同一个盆中但用塑料袋分隔；BD_C: (Beech+Douglas fir_connected)：欧洲山毛榉和北美黄杉种植在同一个盆中不分隔；BB_C: (Beech+Beech_separated)：欧洲山毛榉和北美黄杉种植在同一个盆中但用塑料袋分隔。![]()
图2. 根际土（a）和非根际土（b）的13C含量。Donor：供体；REC_BB: 受体欧洲山毛榉；REC_BB: 受体北美黄杉。![]()
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图4. 欧洲山毛榉和北美黄杉共同拥有的ECM真菌数量。（a）欧洲山毛榉和欧洲山毛榉；（b）欧洲山毛榉和北美黄杉。![]()
图5. 受体植株不同根尖部位的13C丰度。Con：对照，即未处理的植株根尖；R：有菌根的根枝；S：中柱；Fc：真菌侵染的组织（吸收根内皮层、皮层和菌鞘）。长按或扫码直达原文：
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