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科研动态

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生科院李春阳教授团队发现根系分泌物介导杉木和阔叶树种间化学关系

来源 : 杭州师范大学生命与环境科学学院     作者 : 生科院     时间 : 2020-02-22     点击 : 90

 

2019725日,杭州师范大学生命科学研究院李春阳团队在土壤科学领域顶级期刊Biology and Fertility of SoilsIF = 4.829)在线发表题为“Broadleaf trees mediate chemically the growth of Chinese fir through root exudates”的成果。

营造杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook)纯林易导致林分生产力下降、地力衰退和病虫害等问题,严重影响并制约我国人工林的发展。人工混交林是维持和提高林分生产力的有效措施,但其促进机制并不明确。实际上,2016 年我们在生态学顶级刊物Ecology(97:2283-2292),发表了地下生态化学过程调控阔叶树种火力楠(Michelia macclurei Dandy)促进自毒针叶树种杉木生长的研究,引起国内外广泛关注。而本论文研究是对前期工作的深入和补充。

人工混交林的性状往往是树种间净正和负相互作用的结果。尽管我们对植物种间相互作用的认知逐渐丰富,但我们对调节该相互作用的化学机制却不甚清楚。我们构建杉木与四种阔叶树种的混栽系统,通过设置一系列的控制实验,研究了杉木的生长,分析了根系行为和主要土壤微生物群组。阔叶树对杉木根系生长的影响大于对其地上生长的影响。香樟(Cinnamomum camphora L. Presl)根系向土壤释放化感物质,导致杉木生长受到抑制且主要土壤微生物群组发生变化。然而,当与杜英(Elaeocarpus decipiens Hemsl)或火力楠一起生长时,杉木的生长得到了持续的促进。这种响应伴随着根的生长促进,根的行为改变,最终导致化学促进发生?;褂?,这种正相的植物种间相互作用可以促进土壤微生物主要群组的积累。补充实验证明,杜英和火力楠根系分泌物中的无毒信号可能参与介导根系间正相相互作用并调控土壤微生物群落。

综上所述,我们的实验表明阔叶树种可以通过根系分泌物化学调节杉木生长。这一机制的阐释为成功营建混交林提供了许多新的借鉴和应用。

 

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杭州师范大学生命科学研究院夏志超博士为该论文的第一作者,李春阳教授为通讯作者。该项研究获得浙江省自然科学基金(LQ18C160004)和杭州师范大学人才计划(2016QDL020).项目的资助。

文章链接https://link-springer-com-s.ssl.hznu.edu.cn/article/10.1007%2Fs00374-019-01389-0

作者简介

第一作者:夏志超博士,主要研究生态系统地下生态过程。以林木尤其雌雄异株植物为研究对象,研究根际过程与调控机制。重点关注林木根系与其它有机体的相互作用,根系对环境胁迫的响应,地上和地下生态过程关联等。已在Nature Communications, New Phytologist, Ecology, Biology and Fertility of Soils, Tree Physiology, Forest Ecology and Management等植物学、土壤学、生态学和林学国际(内)主流刊物上发表论文11篇,包括SCI论文10篇,第一作者SCI论文5篇。

通讯作者:李春阳教授,现任杭州师范大学生命与环境科学学院院长,中科院百人计划终期评估优秀获得者,国家杰出青年科学基金终期评估优秀获得者,国家百千万人才工程入选者。曾任国际林学顶尖期刊Tree Physiology编委(2009-2018),现任国际生态与环境领域主流期刊Environmental and Experimental BotanyJournal of Plant Ecology编委。主要从事环境胁迫因子之间相互关系以及对木本植物叠加影响的研究,在雌雄杨树适应环境胁迫的性别差异方面取得创新性成果。以第一作者和通讯作者在国际主流学术期刊发表SCI论文150余篇,其中80%发表在本领域前30%期刊,被SCI引用4500余次,H指数42,连续5年入选中国高被引学者排行榜,在农业与生物科学排名前20。


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