image: Greenhouse experiment. This material relates to a paper that appeared in the Jan. 13, 2017, issue of Science, published by AAAS. The paper, by F.P. Teste at The University of Western Australia in Crawley, WA, Australia, and colleagues was titled, "Plant-soil feedback and the maintenance of diversity in Mediterranean-climate shrublands." view more
Credit: François P. Teste
两项新的研究对土壤生物群的组成如何导致植物多样性提供了线索。这些结果凸显了未看见的地下细菌和真菌会如何影响地上植物的发育，这种已知的关系虽然无所不在但对其了解仍然甚少。在第一项研究中，Jonathan Bennett等人对土壤中存在的丛枝菌根（AMs）和外生菌根（EMs）如何影响北美树种的多样性进行了探索。成熟的树木已知会影响土壤内这些真菌的组成，而后者会转而影响同一树种的幼苗是否能扎根。例如，在成年树木附近累积的拮抗物质（如土壤中带有的食草动物和病原体）可通过减少类似物种的加入而增加局部的多样性。另一种情况是，互利共栖生物的积聚可增加某一物种的优势，从而减少物种的多样性。Bennett和同事在此对北美温带的55种树（30 EM and 25 AM）进行了采样，它们来自550个不同地方的种群。他们的分析表明，EM幼苗得益于更大丰度的同一物种成年树木附近的EM真菌，而AM幼苗则在相同树种附近会遭受更多的拮抗物质。AM幼苗被发现会有更多的病变；因此作者提出，AM对树木集群建立所提供的保护少于EM真菌。通过一系列的试验（在试验中，幼苗预先接触了这两种真菌），研究人员发现，EM（而非AM）真菌可减少树苗根部损伤并提高其存活率。
在另一项研究中，François P. Teste和同事采集了植物周围的土壤，这些植物依赖于5种不同的得到营养的方法： AM、EM、欧石南类菌根（ErM）、固氮（NF）菌及非簇生菌根真菌（NMCR）。他们在不同组合的充斥这些生物群的土壤中种下了16种澳洲的植物。他们的结果显示，NF和NMCR植物不太可能在含有所有生物群的土壤中存活。这些类型的植物如果真的存活下来，它们的生长会减少。相反，外生菌根植物的存活会在有着所有生物群的土壤中得到提高。在缺乏生物群的贫瘠土壤中，丛枝菌根、外生菌根和NF植物的生长会减少，因为它们根部建立的菌根真菌群落有限。最后，研究人员用贫瘠土壤的存活和生长数据来模拟没有生物群的土壤，他们发现，在没有生物群存在时，植物的品种和功能多样性会快速衰减至奇低的水平。Wim H. van der Putten 在《视角》栏目中重点介绍了这两项研究。
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