PCE | 福建师范大学陈光水课题组揭示土壤增温下底物和腺苷酸限制亚热带林木细根呼吸

以下文章来源于植物与环境 PCE ，作者植物与环境 PCE

根呼吸占植物呼吸总CO2释放量的30%-50%，占土壤CO2释放量的66%，其中细根呼吸可贡献整个森林生态系统根呼吸的50%以上。林木根呼吸如何适应增温将影响陆地生态系统与气候变化之间的反馈作用，尤其在全球碳收支中发挥关键作用的热带亚热带森林。然而，目前关于根呼吸热适应的研究大多在温带和寒带地区，且常在生长室或温室中进行。热带亚热带森林根呼吸热适应的发生和控制机制可能与高纬度地区有很大不同。此外，以往对根系呼吸适应的研究往往未能控制细根种群结构(如直径、根龄)的差异，这可能影响细根呼吸热适应的研究。

近日，福建师范大学地理科学学院陈光水教授研究组在Plant, Cell & Environment上发表了题为“Substrate and adenylate limit subtropical tree fine-root respiration under soil warming”的研究论文。团队基于福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站的杉木人工林长期原位土壤增温试验平台，利用内生长环法分别在夏季和冬季进行根系采样，控制细根年龄在6个月以内、细根直径在<1mm以内（吸收根），以尽量消除细根群体内部异质性的差异影响。室内测定了比根呼吸速率(参考温度为20℃; 并设置外源葡萄糖添加、解偶联剂添加和不添加三种处理)、根系形态和化学性状，探讨了细根呼吸热适应的产生及调控机制。

研究结果发现：（1）增温仅在夏季降低了细根呼吸速率，表明增温使细根呼吸产生了部分热适应。（2）增温并未改变细根氮浓度，表明增温下细根呼吸没有受到可能的酶限制。（3）增温降低了夏季根系可溶性糖/淀粉比，且葡萄糖添加仅在增温条件下提高了细根呼吸，表明增温下细根呼吸受底物限制。（4）解偶联剂添加也仅在增温条件下刺激细根呼吸，表明增温诱导了腺苷酸对呼吸的限制。

该结果表明，亚热带根系呼吸速率受到底物和腺苷酸限制的限制，以达到与根系碳的有效性和根系所需的工作(如养分吸收和生物合成)相匹配，这与温带森林中仅观察到根系呼吸受腺苷酸限制的结果不同。该结果有利于减少亚热带森林生态系统碳排放，缓解大气二氧化碳与气候变暖之间的正反馈。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pce.14640

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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