探明石漠化土壤碳组分积累和分配对丛枝菌根真菌(AM)与蚯蚓接种的响应,可为提升石漠化土壤固碳潜力及生物修复效率提供数据参考.本研究选择白枪杆为寄主植物,设置接种摩西斗管囊霉(FM)、蚯蚓(E)、蚯蚓+摩西斗管囊霉(E+FM)和不接种(CK)4个处理,研究不同处理土壤碳组分(总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、惰性有机碳)及其分配(微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、惰性有机碳/总有机碳)的时空变化.结果表明:1)蚯蚓、丛枝菌根真菌单独与共同接种处理均显著促进了土壤碳库各组分积累.与CK相比,接种处理土壤碳组分含量均值的增幅表现为:E+FM＞E＞FM,接种处理显著促进了 土壤微生物生物量碳/总有机碳(30.5％～68.5％)和易氧化有机碳/总有机碳(31.2％～39.2％),但降低惰性有机碳/总有机碳(2.9％～16.2％).2)不同处理土壤碳组分积累和分配的时空变化存在差异.各碳组分含量最大值均出现在6月,其中E+FM处理各碳组分含量较CK的增幅(33.0％～122.1％)显著高于E(31.2％～95.4％)和FM处理(9.2％～41.3％);微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳最大值出现在6月,惰性有机碳/总有机碳最大值则出现在12月,此时3个接种处理各碳组分占有机碳的比例较CK的变幅表现为:E+FM＞E＞FM;各碳组分含量及其分配均沿土层加深递减(9.7％～146.2％),其中E处理碳组分含量降幅最小,而E+FM处理微生物生物量碳/总有机碳和易氧化有机碳/总有机碳降幅最小、惰性有机碳/总有机碳降幅最大.3)3个接种处理土壤理化性质变化显著影响各有机碳组分积累及分配,其中碳库组分含量及分配与土壤pH呈极显著负相关,与其他土壤指标呈显著正相关.4)主成分分析显示,土壤含水量、全氮、全磷是影响碳组分积累的主要驱动因子,而土壤含水量、全磷、pH是影响土壤碳组分分配的主控因子.因此,蚯蚓、AM真菌及其交互作用均显著影响石漠化土壤碳组分积累与分配,其影响程度主要取决于土壤含水量、pH及氮磷养分状况.

高脂血症(hyperlipidemia,HLP)是一种慢性代谢性疾病,由遗传因素、相关环境因素以及其他疾病等引起.随着现代医学的发展,人们逐渐将药食同源中药植物黄酮用于高脂血症的防治.天然来源的黄酮类化合物种类多样、结构复杂、生物活性丰富,可防治包括高脂血症在内的多种慢性疾病.然而,其防治高脂血症的具体机制尚不明确,应用药食同源植物黄酮治疗高脂血症周期长、见效慢,在一定程度上影响了对其疗效及安全性的判断.近年来,肠道微生物组、代谢组及转录组学等多组学研究技术和分析方法的不断发展和完善,为药食同源植物黄酮防治高脂血症提供了新的认知思路,基于多组学技术对药食同源植物黄酮降脂机制进行系统归纳和分析,有助于揭示植物黄酮与高脂血症病理过程中关键分子和信号通路的相互作用,为开发治疗高脂血症及其并发症的功能性食品提供指导意义.这不仅有助于推动中医药与现代医学在系统科学与生命组学领域的融合与创新,也为高脂血症防治提供了新的思路和方法.基于此,该文尽可能全面地阐述药食同源植物黄酮在高脂血症防治中的多组学联合作用机制,为高脂血症的防治提供重要理论依据.

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媒介,同时也是植物响应外界环境变化的主要形式,在土壤碳库动态中发挥着重要作用.伴随着全球气候变化而频繁发生的极端干旱事件对植物地上地下生长过程都产生了深刻的影响,然而,由于根-土界面交互作用的复杂性,以及根系分泌物收集手段与装置的不完善,人们对干旱条件下根系分泌物及其介导的根际激发效应的响应及机制的认知尚存在较大的局限性.基于此,该文结合国内外生态学领域的研究前沿动态,论述了干旱下植物根系分泌物数量及组分的动态变化,重点阐述了根系分泌物介导的根际激发效应及其机制,在此基础上展望了未来根系分泌物研究中的重点关注方向,以期为未来全球气候变化条件下土壤碳汇的评估提供科学依据.

根际微生物在植物养分获取以及碳、氮循环中发挥着重要作用,而植物细根(包括吸收根和运输根)与根际微生物群落关系密切.阐明火后森林恢复过程中先锋树种细根性状的变化与根际微生物群落的关系,可为基于细根和根际微生物动态的火后植被恢复管理提供理论支持.该研究以大兴安岭30年时间序列火烧迹地先锋树种白桦(Betula platyphylla)为研究对象,利用16SrRNA高通量测序技术,分析了火后恢复过程中白桦根际细菌群落结构与土壤性质和细根性状的关系.结果表明,火后恢复时间显著影响土壤pH、吸收根性状和根际细菌α多样性.随火后时间的增加,土壤pH呈先升高后下降再升高的趋势,吸收根比根长和比表面积呈先升高后下降的趋势.火后9年是白桦根际细菌α多样性逐渐回升的转折点.不同火后恢复时间根际细菌群落主要优势门为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)和酸杆菌门(Acidobacteriota),主要优势属为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium).玫瑰弯菌属(Roseiarcus)、酸球菌属(Acidipila)以及分枝杆菌属(Mycobacterium)等优势属的相对丰度在不同火后恢复时间中差异显著.根际细菌α多样性主要受土壤pH和吸收根比根长的显著影响,细菌群落结构变化受细根的碳、氮含量和运输根磷含量的影响.综上,细根、土壤和微生物之间的互作共同影响了根际细菌的群落结构及多样性,从而塑造了根际环境,促进火后生态系统的恢复.

目前尚不清楚地表臭氧(O3)污染下植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用对森林地上和地下固碳功能的影响.采用开顶式气室装置和结构方程模型,研究4种O3浓度下欧美杨107(Populus euramericana cv.'74/76')的光合性状、叶和细根生化性状、土壤理化因子和土壤微生物群落特征对地上和地下生物量降低的直接和间接效应.结果表明,O3浓度升高(86 nmol/mol)分别导致杨树地上、地下和总生物量相比对照分别下降16％、11％和15％,对地上生物量降低的影响大于地下生物量.结构方程模型发现光合速率、叶淀粉和叶非结构性碳水化合物对地上生物量有直接的影响;表明O3主要通过影响植物的光合生理代谢过程对地上生物量积累产生直接作用.O3对地下生物量的影响是通过直接影响叶氮和土壤总碳,叶氮再影响叶淀粉从而间接影响地下生物量.土壤pH、总碳和土壤微生物(细菌和真菌群落)对地上产生直接效应,且O3对真菌群落的影响效应大于细菌群落,表明植物通过地下过程对O3的响应可直接反馈作用于生物量的积累和分配过程.本研究通过解析植物、土壤和微生物之间的直接或间接相互作用为评估O3污染对杨树人工林地上和地下固碳功能的影响提供科学依据.

为明确桫椤叶蜂 Rhoptroceros cyatheae 幼虫取食桫椤 Alsophila spinulosa 及小黑桫椤 Gymnosphaera metteniana var.subglabra两种寄主植物后肠道菌群的结构组成和多样性,及取食两种寄主植物上的平均发育历期,利用Illumina HiSeq技术对取食两种寄主植物后的桫椤叶蜂幼虫肠道细菌的16S rDNA的V3～V4区域进行测序与分析,并记录在寄主植物上的平均发育历期.结果显示:(1)取食小黑桫椤的叶蜂卵历期、老熟幼虫期、蛹期(4.07±0.80 d、9.15±1.36 d 和 3.82±1.11 d)相比取食桫椤的(4.57±0.65 d、10.75±1.73 d 和 4.73±0.86 d)显著缩短,成虫寿命无显著影响;(2)取食桫椤的幼虫肠道注释到细菌4门6纲17目26科37属,取食小黑桫椤的桫椤叶蜂幼虫肠道注释到细菌12门17纲32目44科58属;其中,变形菌门Proteobacteria(83.68％±3.74％、81.18％±0.75％)是两组肠道的优势菌门;肠杆菌属 Enterobacter(61.98％±10.64％、30.25％±1.75％)为两组的优势菌属.α多样性分析表明取食小黑桫椤的叶蜂幼虫肠道微生物群落多样性略高于取食桫椤的叶蜂幼虫,β多样性分析结果显示,取食小黑桫椤的叶蜂幼虫肠道微生物群落更稳定.KEGG功能预测分析显示取食桫椤和小黑桫椤的叶蜂肠道细菌群落功能无差异,肠道细菌主要参与宿主的营养代谢.本研究为进一步探讨影响桫椤叶蜂肠道细菌变化的因素,以及后续研究肠道细菌与寄主植物之间的互作提供参考.

入侵杂草南美蟛蜞菊(Sphagneticola trilobata)的优势生长严重危害本土植物群落和生态系统的稳定性.近年来,化学防治依然是最主要的杂草防控手段.丛枝菌根真菌(AMF)作为一种菌根共生体,在宿主植物的生长和抵抗外界环境胁迫中起到重要的作用.该研究通过温室控制实验设置4种处理方式:对照组、只接种AMF、只喷施除草剂以及喷施除草剂并接种AMF,以验证AMF是否在入侵杂草南美蟛蜞菊响应除草剂中起到重要作用.结果显示:在草甘膦铵盐除草剂的胁迫下,南美蟛蜞菊的菌根侵染率、泡囊数以及菌根侵染丰度等级占比都显著上升;相比于只喷施除草剂处理,接种AMF显著增加南美蟛蜞菊的叶面积、地上生物量和根冠比,显著减少黄酮醇相对含量以及叶片损害数.首次发现与AMF的共生能缓解除草剂对入侵杂草南美蟛蜞菊的胁迫.因此,在杂草的化学防治过程中,与AMF的共生可能极大提高杂草对除草剂的抗性,可为入侵杂草的有效防控提供新的思考途径.

植物内生真菌作为一种高度生物多样性和多用途的微生物群落而备受关注.深入了解植物内生真菌研究现状,可为该领域未来研究方向的确立及发展趋势预测提供理论依据.本文通过文献计量学方法,对1926 年至2022 年11 月期间Web of Science核心合集数据库收录的植物内生真菌相关论文,以"植物内生真菌(Endophytic Fungi)"为检索词进行主题检索,统计相关文献的作者、国家、机构、年发表量、学科、期刊和关键词的分布情况,并利用文献可视化软件VOSviewer对所得数据进行分析.检索结果显示,1926 年至2022 年11 月Web of Science一共收录"Endophytic Fungi"相关论文9 945 篇,从作者来看,以佘志刚、Proksch Peter、王斌贵以及Lee In-Jung等人为核心的研究团队发文量最高.中国、美国、印度、德国和巴西是发文量最多的国家,其中中国在该领域的发文量占总发文量的33.9%.国内主要发文机构集中在中国科学院、中国科学院大学、中山大学,国外的主要发文机构是圣保罗大学、美国农业部、法国国家科学研究中心.植物内生真菌生物多样性、植物内生真菌与宿主互作机制及利用以及植物内生真菌次生代谢产物生物活性物质挖掘为本领域研究热点,植物内生真菌代谢组学和天然衍生产品合成也是诸多学者关注的重点.本文为植物内生真菌相关领域的学者寻找潜在合作者与合作机构,并为其追踪当下研究热点和分析未来研究发展趋势提供重要参考依据.

根际是药用植物-土壤间物质交换的重要场所.根系分泌物是植物与土壤之间物质与信号交流的"媒介",是调控根际微生态的关键因素,根际微生物是药用植物根际微生态的重要组成部分,根系分泌物与根际微生物之间的相互作用对药用植物生长及品质形成具有重要影响.合理利用药用植物根际分泌物与根际微生物的相互作用关系,是保证药用植物健康生长,促进中药材生态种植产业发展的重要途径之一.该文总结了近年来药用植物根系分泌物与根际微生物研究现状,分析了药用植物根系分泌物与根际微生物之间的相互作用机制及根际微生物对药用植物生长的影响,阐释了间作套种生态种植模式对药用植物根际微生态及中药材品质提升的优势和促进作用,为药用植物-微生物-土壤相互作用研究奠定了良好基础,对药用植物生态种植和资源可持续利用具有重要的理论和现实意义.

植物-土壤作为构成生态系统养分循环的连续体,在某种程度上决定了草地生态系统的养分平衡和系统稳定性.碳(C)、氮(N)和磷(P)是生态系统中三种主要的营养元素,它们参与了生态系统的养分循环,在生态系统结构功能维持中起着基础性作用,且生态系统内部的C、N、P循环在植物、土壤和微生物之间相互转换.为了探究黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在扩散过程中对草地生态系统养分循环的影响,以黄帚橐吾微斑块为研究对象,根据斑块密度界定6个密度梯度,分别为D0(0株/m2)、D1(43株/m2)、D2(99株/m2)、D3(163株/m2)、D4(332株/m2)和D5(621株/m2),分析了不同密度斑块的草地植物、土壤和土壤微生物生物量C、N、P含量及其生态化学计量的变化情况.结果表明,随着黄帚橐吾密度的增大,草地植物群落的C含量呈增加趋势,植物N含量略微上升后显著下降,且当黄帚橐吾密度≥160株/m2时,植物N含量显著降低,植物P含量呈先降低后升高的趋势,C∶N比呈逐渐上升趋势,C∶P比呈先上升后降低趋势,N∶P比呈先上升后降低趋势;土壤C、N、P含量均呈先增加后降低趋势,其中C含量在D2达到最大值,N含量为D1-D4高于D0和D5,但各斑块差异不显著,P含量为D3显著高于其余斑块,C∶N在D5达到最大值,C∶P在D2达到最大值,土壤N∶P呈略微降低后又有所增加,土壤养分主要受N限制;MBC随着黄帚橐吾密度的增加有降低趋势,而MBN和MBP变化均表现为"N"字型,MBN∶MBP呈先增加后降低趋势.通过相关性分析和RDA分析得到,黄帚橐吾密度与植物C、N、MBN以及MBP显著相关,植物C含量和土壤C含量与MBN呈显著正相关,土壤养分与微生物量的关系更为密切.