研究发现菌根网络和共生固氮协同促进植物间的氮素传输

近日，中国科学院植物研究所研究员刘玲莉团队通过整合稳定氮同位素标记试验，发现菌根网络和共生固氮共同促进了植物间的氮素传输。相关研究成果发表于《生态学快报》（Ecology Letters）。

菌根和共生固氮是植物与微生物之间最常见的共生关系。共生固氮菌能将大气中的氮转化为植物可利用的形态，而菌根真菌则通过菌丝延伸扩大根系的养分获取范围，两者在植物养分吸收中发挥着关键作用。其中，菌根真菌的菌丝常常连接多个植物个体，形成庞大的地下“菌根网络”，调控植物间的养分传输，进而影响植物间的相互作用。这一现象自1960年首次报道以来，一直受到国际菌根学界的关注，并在近期再次成为争论的热点。目前，关于菌根网络与共生固氮对植物间氮素传输的贡献及其机制仍缺乏系统研究。

刘玲莉团队围绕这一科学问题，通过整合稳定氮同位素标记试验，发现菌根网络和共生固氮共同促进了植物间的氮素传输。在菌根网络存在的情况下，固氮植物向邻近的非固氮植物的氮素传输平均增加了9.7倍，占非固氮受体植物氮素总量的5.61%。

通过进一步分析，研究人员发现，邻近植物间的系统发育关系和源-汇关系是影响氮素传输的关键，而植物与菌根真菌的互惠回报假说仅部分成立。具体而言，固氮植物向系统发育上较远缘的邻近植物传输了更多的氮素；由邻近植物间氮含量差异所驱动的源-汇梯度亦促进了氮素的传输。

这项研究为理解生态系统中物种共存机制、优化农业间作策略，以及解析植物多样性与生态系统生产力间的关系提供了新的视角。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1111/ele.70204