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原名:Temperature rather than N availability determines root exudation of alpine coniferous forests on the eastern Tibetan Plateau along elevation gradients译 名:温度而非氮有效性决定了青藏高原东部高山针叶林根系分泌物沿海拔梯度的变异格局期 刊:Tree PhysiologyIF:4.561发表时间:2023.5第一作者:Han Yang通讯作者:尹华军  张佩佩主要单位:中国科学院成都生物研究所摘  要背景:根系分泌物是植物与土壤进行物质能量交换和信息传递的重要载体物质,是调节根际微生态系统活力与功能特征的关键要素,在森林土壤有机质分解和养分循环过程中具有十分重要的调控作用。然而,森林根系分泌物的关键生态驱动因子及其潜在调控机制尚不清楚。方法:在本研究以青藏高原东部高寒针叶林为研究对象,通过对两个海拔梯度序列各自优势针叶树种(排除了树种差异干扰)根系分泌物的原位收集,系统探讨了海拔梯度下根系分泌物输入速率的变化规律,并结合根系、土壤和气候参数的分析,进一步揭示了土壤养分和气候在驱动分泌物变异格局中的相对贡献大小及其潜在驱动机制。结果:研究结果表明:I)随着海拔升高,两个树种的根系分泌物输入速率均呈下降趋...
发布时间: 2023 - 05 - 31
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发布时间: 2021 - 09 - 03
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根系调控微生物氮的过程以实现高寒针叶林根际NH4+高效供应论文id:http://link.springer.com/article/10.1007/s10533-021-00811-w“原名:Roots regulate microbial N processes to achieve an efficient NH4+ supply in the rhizosphere of alpine coniferous forests译名:根系调控微生物氮的过程以实现高寒针叶林根际NH4+高效供应期刊:BiogeochemistryIF:4.161发表时间:2021.06.07第一作者: 朱晓敏通讯作者: 尹华军主要单位:中国科学院成都生物研究所”摘要:虽然已有很多证据表明根碳(C)输入可以深刻地调节矿质氮(N)循环过程,但是根系是否差异地调控NH4+和NO3-产生和留存的根际效应(RE)尚未阐明。采用15N稳定性同位素标记技术,我们探究了高寒针叶林植物根系如何通过根际过程差异化地调控NH4+和NO3-产生和留存以影响土壤N有效性。同时,测定了根际和非根际土壤一系列N循环相关的酶活性以及土壤理化性质以探究潜在机理。结果显示根系通过在总N矿化,NH4+的微生物固持和硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的过程上诱导正向的根际效应来促进根际NH4-有效性。这些过程的正向根际效应可归因于根际具有较高的微生物C、N含量和较高的氮循环相关酶活性。与之相反,由于根际较高的土壤C:N比和微生物NH4+固持,根系诱导了负向的NO3-根际效应,导致根际较低的NO3-有效性。总而言之,我们的结果提供了野外实验证据证明高寒针叶林中植物根系能够促进NH4+的产生与留存,并限制NO3-的产生以实现根际高效的NH4-供给。这些发现为认识植物如何通过调节根际土壤微生物氮过程来维持养分供应和生长提供了全面的见解。研究背景:土壤氮养分有效性是高寒森林生产力和结构、功能稳定性的重要限制元素。前期大量研究表明高寒针叶树种根系偏好吸收NH4+,且相对于非根际区而言,根际通常具有更高的铵态氮(NH4+)养分供给模式。然而目前对上述生态现象的根际土壤N素循环微生物调控过程尚不清楚,很大程度上制约了高寒森林群落结构和功能稳定的根际养分维持机制这一前沿基础科学问题的深入认识。一般认为,土壤中NH4+和NO3-的相对有效性取决于一系列微生物N转化过程的相对速率,包括矿质N生产(即总矿化和总硝化)和保留(即微生物固定NH4+和NO3-)和异化硝态氮还原为铵态氮(DNRA)。这些过程速率的大小受到...
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发布时间: 2021 - 09 - 03
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标题:Soil fertility controls ectomycorrhizal mycelial traits in alpine forests receiving nitrogen deposition论文id:doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108386译名:土壤肥力控制高寒森林外生菌根菌丝特征对N沉降的响应 期刊:Soil Biology and BiochemistryIF:7.6发表时间:2021.8.6第一作者:郭婉玑通讯作者:尹华军,张子良主要单位:中国科学院成都生物研究所摘要众所周知,人为N沉降会深刻改变森林生态系统中外生菌根(ECM)菌丝特征的动态变化。在受到N沉降的森林中,菌丝特征在土壤不同位点的差异使我们假设,在这些森林中,ECM菌丝的生长特征和功能特征受到土壤养分有效性的调控。以西南山地养分存在明显差异的两种人工针叶林—云杉林(Picea asperata Mast.)和华山松林(Pinus armandii Franch.)为试验对象,采用N添加模拟大气 N 沉降,研究了N 沉降对两种人工林ECM外延菌丝生长特征(生物量、产量、菌丝密度和周转率)和功能特征(菌丝探测类型和亲/疏水性)的影响差异。我们通过测定连续收获的生长网袋中的菌丝生物量和应用数学模型来量化菌丝的周转和产量。我们还通过对ECM真菌群落组成的表征,获得菌丝的探测类型和疏水性变化。实验结果表明:1)在土壤N素有效性较低的华山松林(18 mg N kg−1),N添加使ECM菌丝产量、菌丝生物量和菌丝长度密度分别增加了79%、39%和73%。相反地,在土壤N素有效性较高的云杉林(30 mg N kg−1),N添加明显抑制了ECM菌丝生长;2)N添加使华山松林ECM菌丝由中长距离疏水性菌丝向中短距离亲水性菌丝转变,而云杉林则表现出相反的响应趋势。总体而言,我们的实验结果证明了N添加对ECM菌丝特征的影响在很大程度上取决于林分土壤养分有效性高低。研究背景外生菌根(ECM)共生体在大多数北方和温带森林中普遍存在,其中ECM真菌可以有效的协助植物获取限制性养分(如N),并换取寄主植物光合作用固定的碳(C)用于自身生长。从ECM根尖弥散出的致密外延菌丝体(extrametrical mycelia, ERM)可以有效地勘探周围土壤,并从根系营养耗竭区以外的区域搜寻养分。ECM菌丝体的生产和周转代表着土壤C输入和储存的重要过程,且ECM菌丝被认为是森林土壤中C和养分动态的重要调节剂。因此,弄清影响ECM菌丝特征和动态的驱动因素对于更好地理解E...
作者: Karina Engelbrecht Clemmensen
发布时间: 2021 - 09 - 01
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原名:A tipping point in carbon storage when forest expands into tundra is related to mycorrhizal recycling of nitrogen译名:森林扩展到苔原的碳储存临界点与菌根氮循环有关期刊:Ecology LettersIF:9.492发表时间:2021年2月23日第一作者: Karina Engelbrecht Clemmensen通讯作者:Karina Engelbrecht Clemmensen主要单位:瑞典农业大学#1AbstractTundra ecosystems are global belowground sinks for atmospheric CO2. Ongoing warming-induced encroachment by shrubs and trees risks turning this sink into a CO2 source, resulting in a positive feedback on climate warming. To advance mechanistic understanding of how shifts in mycorrhizal types affect long-term carbon (C) and nitrogen (N) stocks, we studied small-scale soil depth profiles of fungal communities and C–N dynamics across a subarctic-alpine forest-heath vegetation gradient. Belowground organic stocks decreased abruptly at the transition from heath to forest, linked to the presence of certain tree-associated ectomycorrhizal fungi that contribute to decomposition when mining N from organic matter. In contrast, ericoid mycorrhizal plants and fungi were...
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发布时间: 2021 - 08 - 20
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Abstract: Understanding the effects of changing climate and long-term human activities on soil organic carbon (SOC) and the mediating roles of microorganisms is critical to maintain soil C stability in agricultural ecosystem. Here, we took samples from a long-term soil transplantation experiment, in which large transects of Mollisol soil in a cold temperate region were translocated to warm temperate and mid-subtropical regions to simulate different climate conditions, with a fertilization treatment on top. This study aimed to understand fertilization effect on SOC and the role of soil microorganisms featured after long-term community incubation in warm climates. After 12 years of soil transplantation, fertilization led to less reduction of SOC, in which aromatic C increased and the consumption of O-alkyl C and carbonyl C decreased. Soil live microbes were analyzed using propidium monoazide to remove DNAs from dead cells, and their network modulization explained 60.4% of variations in soil labile C. Single-cell Raman spectroscopy combined w...
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发布时间: 2021 - 08 - 20
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摘要:最近的研究强调,真菌菌丝残体是土壤C和N输入和储存的重要组成部分。因此,识别控制真菌残体分解的微生物群落和生态因子将为了解真菌有机质如何影响森林土壤C和养分循环提供关键的见解。我们调查了真菌残体上定殖的微生物群落的长期动态过程,利用不同网孔大小的培养袋以控制植物根系和微生物分解者的参与。在30个月的培养过程中,残体相关的细菌和真菌群落在分类和功能上都很丰富,寡营养细菌和根相关真菌(即ECM真菌、ERM真菌和内生真菌)的丰度在网袋分解后期增加。残体相关的β-葡萄糖苷酶活性在6个月时最高,而亮氨酸氨基肽酶在18个月时最高。基于渐近分解模型,根的存在与真菌残体最初更快的分解速率有关,但导致在稍后的采样时间内真菌残体保留的更多。这些结果表明,微生物群落组成和酶活性在分解真菌残体过程中保持动态变化,根系及其共生真菌导致微生物残体周转随着时间的推移而减慢。关键词:细菌,北方森林土壤,C循环,ECM真菌,ERM真菌,真菌残体,真菌,菌丝周转。研究背景:死亡的真菌菌丝(以下简称真菌残体)在土壤C、N循环中发挥着重要的作用。但迄今为止的大多数研究集中于短期的真菌残体质量损失以及与残体分解相关的早期定殖的微生物群落。考虑到真菌残体较难降解部分的长期存在,微生物分解者在何种程度上仍然活跃地占据这些部分尚不清楚。此外,很少有研究测量了与真菌残体分解相关的酶,这与基于序列的鉴定可以帮助确定不同微生物分解者群体的目标资源。最后,根系可以加速或延缓土壤有机质的分解。并且根系的存在也会影响各种与根系相关的微生物丰度,包括ECM真菌。然而目前尚不清楚随着时间的推移与根系相关的ECM真菌是如何影响真菌残体的。研究内容:基于此,本研究对含有真菌残体的网袋首先进行了高通量测序来识别6、18和30个月土壤培养后与真菌残体分解相关的细菌和真菌群落。其次,在同一采样时间内,定量了3种针对不同的C和N组分的酶(β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和N-乙酰葡萄糖苷酶)的活性。第三,重新分析了真菌残体质量损失率,以评估早期和后期取样时根系存在的潜在不同影响。研究方法:本研究在赫尔辛基大学Hyytiälä林业野外观测站和SMEAR II生态-大气关系测量站进行。将原位培养的Chondrostereum purpureum残体放入3种不同孔径(1、50、1000μm)的尼龙网袋中,再将网袋随机埋入有机层和矿质层之间,并于分解的第6、18和30个月时收获。研究结果:1. 与真菌残体相关的细菌和真菌群落01细菌OTU丰富度随时间增加相对稳定,而真菌群落的OTU丰富度随时间增加而增加(图1)...
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