1.Tansley Review: Yakov Kuzyakov, Xingliang Xu. 2013. Competition between Roots and Microorganisms for Nitrogen: Mechanisms and Ecological Relevance. New Phytologist, 198: 656–669 (IF 6.736 ).
不同生物对相同养分的需求是解释土壤中植物和微生物种间竞争的基本依据。这种竞争现象在根际周围尤为激烈。为了评价植物与微生物之间相互竞争和互利共生的作用,并分析这些作用的生态学意义,我们分析了来自41个“15N标记”实验的424对数据,这些实验均调查了15N在根系和微生物之间的再分配情况。同时从77个关于根系和微生物对硝态氮、铵态氮、氨基酸吸收情况的研究中得到Km值(Michaelis 常数)和Vmax值(最大吸收能力),基于Km和Vmax值计算得到Michaelis-Menten kinetics的结果表明:土壤有机质和凋落物中的氮矿化后很短时间内,微生物吸收到最多的N。微生物Km值较低表明它们在低氮浓度下非常活跃,但是在更高N浓度(即Km值较高)情况下,与根系相比,也可以吸收到更多的N。由于在养分从土壤向根系的单向流动中,植物是这一长距离过程中N素获取的获胜者。因此,尽管根系与微生物之间对于N素有强烈的竞争,但它们在时间生态位分化最终导致了根际周围这种互惠关系的形成。这种时间生态位分化具有重要的生态学意义:它使生态系统避免了在根系吸收缓慢或没有根系时期由于淋失而造成的N损失;根据植物的需求,为植物根系持续提供有效性N;同时为根系和微生物之间互利共生关系的进化发展做出贡献。
2. Jianrong Wu, Huancheng Ma, Xingliang Xu, Na Qiao, Shitan Guo, Fang Liu, Donghua Zhang, Liping Zhou. 2013, Mycorrhizas Alter Nitrogen Acquisition by the Terrestrial Orchid Cymbidium goeringii. Annals of Botany, 111: 1181–1187 (IF 3.449).
植物氮素获取策略一直受到研究的关注,特别是菌根如何影响植物氮素的获取鲜有报道。在菌根共生中,兰花菌根显示出了一种独特的类型。一般而言,兰花的根通常比其它植物的根粗,这使它的表面积与体积的比值相当低。因此,兰花不适于从土壤中直接获取养分,此时菌根的作用可能非常重要。然而,菌根系统在地生兰对无机氮和有机氮吸收中的作用尚不明确。在温室中用培养接种菌根真菌和不接种菌根真菌的Cymbidium goeringii幼苗,采用“15N标记技术”来观测其对无机氮和有机氮的吸收,标记物在土壤中注射了2个深度:2.5cm和7.5cm。研究结果表明,菌根真菌改变了地生兰Cymbidium goeringii氮素获取策略,由偏好NO3-转到偏好NH4+。接种菌根真菌后,地生兰Cymbidium goeringii在不同土壤层次的氮素获取策略也存在显著差异。