亚热带典型树种根毛特征及其与共生真菌的关系 植物生态学报    2023, 47 (1): 88-100.   DOI: 10.17521/cjpe.2022.0131

图6 亚热带典型树种根毛属性(A-D)、菌根真菌侵染率(E)、根属性(F-H)与土壤有效磷含量的关系。AM, 丛枝菌根; ECM,外生菌根。根毛属性与有效磷含量的关系基于7个有根毛树种的数据(4个AM树种× 4组重复+ 3个ECM树种× 4组重复= 28个点)。菌根真菌侵染率、根属性与有效磷含量的关系基于21个亚热带典型树种的数据(7个有根毛树种× 4组重复+ 14个无根毛树种× 4组重复= 84个点)。

正文中引用本图/表的段落

在观察到根毛的7个树种中, 根毛属性和土壤有效磷含量的关系在不同菌根真菌类型树种中不同。在ECM树种中, 土壤有效磷含量和根毛出现率呈显著负相关关系; 而AM树种中根毛出现率与土壤有效磷含量负相关关系并不显著(图6A)。根毛密度总体随土壤有效磷含量的增加呈下降趋势, 但区分AM树种和ECM树种进行分析, 在统计上均不显著(图6B)。AM树种的根毛长度随土壤有效磷含量的降低而显著增高, 但在ECM树种中没有显著趋势(图6C)。根毛直径和土壤有效磷含量仅在AM树种中表现出显著负相关关系(图6D)。对根属性及菌根真菌侵染率与土壤有效磷含量之间的关系分析发现, 无论树种有无根毛, AM和ECM树种的比根长、根组织密度及菌根真菌侵染率同土壤有效磷含量没有显著相关性(图6E、6F、6H)。

土壤磷含量可以影响不同物种的根毛长度(Boilard et al., 2019), 即使是同一科属植物, 种间根毛密度也会根据土壤磷含量而有较大的调整(Fitter, 2004)。本研究中, 在观察到根毛的7个树种中, 根毛属性对土壤有效磷含量的响应比根属性或菌根真菌更加敏感(图6)。土壤有效磷含量与AM树种根毛长度、ECM树种根毛出现率均呈显著负相关关系(图6A、6C、6D), 表明AM树种可能通过更长的根毛, 而ECM树种则通过更多的根毛来提高获取磷的能力。根毛长度受有效磷含量的显著影响(Zangaro et al., 2014; Boilard et al., 2019); 低磷环境下拟南芥(Arabidopsis thaliana)的根毛变长, 随磷含量的增加根毛变短(Bates & Lynch, 1996); 低磷条件下又长又密的根毛保证了春小麦(Triticum aestivum)的生长发育(Wang et al., 2016)。本研究中两种菌根树种根毛觅食策略表现出显著的差异性, 即根毛长度增加和密度增加可能是两种不同的策略。对于无根毛的植物, 为应对磷的缺乏, 可通过招募共生真菌来提高磷的获取能力(Brown et al., 2013)。AM真菌的核心功能是提高对磷的吸收利用效率(Smith & Smith, 2012), ECM真菌则通过延长的菌丝帮助植物增加磷获取概率(Chen et al., 2016, 2022)。然而, 本研究中不管是否存有根毛, 无论菌根类型, 菌根真菌侵染率同土壤有效磷含量的相关关系并不显著(图6E), 表明菌根真菌侵染是多种因素共同作用的结果, 很难用单一的因子来预测。

本文的其它图/表

• 图1 21个亚热带典型树种谱系发育关系及根属性和根毛属性的变异(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; ECM, 外生菌根。观察到根毛的物种名用蓝色标注, 其中, 根毛直径仅在观察到根毛的7个物种中展示。
  
• 图2 7个亚热带典型树种的根毛。
  
• 表1 7个亚热带典型树种根毛属性特征(平均值±标准误)
  
• 图3 亚热带典型树种中无根毛和有根毛树种的吸收根菌根真菌侵染率和根属性的比较(平均值±标准误)。AM, 丛枝菌根; ECM, 外生菌根。ns, p > 0.05; **, p < 0.01; ***, p < 0.001。
  
• 表2 7个亚热带典型树种根毛与根属性变异与系统发育信号(Blomberg’s K)
  
• 图4 7个亚热带典型树种根毛属性与根属性的Pearson相关关系。HD, 根毛直径; MC, 菌根真菌侵染率; RD, 根直径; RH, 根毛出现率; RHD, 根毛密度; RHL, 根毛长度; RTD, 根组织密度; SRL, 比根长。7个有根毛树种根毛和根属性间的相关系数(对角线以下)和系统发育独立对比(对角线以上), 存在显著相关性(n = 28; *, p < 0.05; **, p < 0.01)。
  
• 图5 亚热带典型树种不同类型菌根侵染率与根毛出现率(A)、根毛密度(B)、根毛长度(C)、根毛直径(D)的关系。AM, 丛枝菌根(4个树种× 4组重复= 16个点); ECM, 外生菌根(3个树种× 4组重复= 12个点)。