裸果木(Gymnocarpos przewalskii Maxim.)是第三纪古地中海植物群的一种孑遗植物。许多孑孓植物,如桫椤、水杉、卷柏等都生长在湿润的环境中,但裸果木是一个例外,主要分布在我国西北干旱的荒漠地区。裸果木独特的生态适应性不仅涉及多年的遗传选择,还涉及已经适应恶劣沙漠环境的微生物的存在。
为了探索裸果木根围土壤微生物群落的动态变化和反馈过程,贺学礼团队研究了裸果木在生长季(夏季)、落叶季(秋季)和降雪季(冬季)的不同土壤区系(近根际、远根际和空白土)的土壤因子、微生物群落和微生物分解代谢变化,此外,还评估了丛枝菌根真菌(AMF)在裸果木根系中的定殖与AMF生物量、球囊霉素和土壤有机碳之间的反馈关系。
研究表明夏季近根际的微生物量和活性较高,秋季以真菌/细菌为主。革兰氏阴性细菌生物量在不同季节均为最高值,碳源代谢活性以碳水化合物、氨基酸类和聚合物类为主。季节和土壤区系对土壤微生物组成的影响主要取决于它们与土壤因子的相互作用。温度、土壤蔗糖酶、碱性磷酸酶和硝态氮含量是影响微生物群落组成和碳源代谢的主要因子。此外,土壤湿度变化通过影响AMF PLFA生物量来增加球囊霉素含量,从而影响碳固存,最终影响AMF在根系的定殖。虽然根系是土壤结构的关键贡献者,但AMF有助于改善土壤结构稳定性,并对缓解荒漠化具有重要意义。本研究证实了荒漠土壤微生物群落和分解代谢的季节动态、根际效应的强度以及土壤微生物活动对植物-菌根共生的潜在辅助作用,为荒漠植物的生存和保护策略探索提供了新的视角。
上述成果近日已在土壤学期刊Applied Soil Ecology上发表。河北大学博士研究生李敏为第一作者,河北大学贺学礼教授和中国医学科学院药用植物研究所贺超副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目(31770561)的资助。
论文信息:Min Li, Chao He, Feng Gong, Xiangyun Zhou, Kehan Wang, Xinrong Yang, Xueli He (2024) Seasonal and soil compartmental responses of soil microbes ofGymnocarpos przewalskiiin a hyperarid desert.Applied Soil Ecology, 200, 105447.https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2024.105447