特色推文||江西农业大学张令研究组系统综述入侵植物与菌根真菌互作及其对土壤氮循环的影响研究进展

<推文介绍>

入侵植物与菌根真菌互作及其对土壤氮循环的影响研究进展

   在全球变化背景下，植物入侵已成为干扰生态系统结构、功能及物质循环过程的重要生态学议题。其中，土壤氮循环作为维系生态系统生产力与养分平衡的核心过程，正受到入侵植物扩张的深刻影响。与此同时，菌根真菌作为连接植物根系与土壤资源的重要地下共生组分，在植物养分获取、逆境适应及根际微环境调控中发挥关键作用。围绕“入侵植物—菌根真菌—土壤氮循环”这一耦合关系开展系统梳理，对于深化植物入侵生态机制认识具有重要意义。

   近日，江西农业大学张令研究员团队在《植物研究》发表综述论文《入侵植物与菌根真菌互作及其对土壤氮循环的影响研究进展》。该文立足植物入侵生态学与土壤生态学交叉前沿，系统总结了入侵植物与菌根真菌的共生特征、双向调控关系及其对土壤氮循环的作用路径，重点归纳了二者互作通过调控土壤微生物群落、影响硝化与反硝化过程、改变氮循环相关酶活性以及重塑土壤理化性质等机制，对土壤氮循环产生的综合效应。

文章指出，入侵植物能够与多类型菌根真菌建立共生关系，其中，以丛枝菌根最为普遍。相较于本地植物，入侵植物相关菌根体系通常表现出更强的资源获取能力与环境适应性，并在群落分布、功能分化及生境响应上呈现明显异质性。这种地下共生策略不仅有助于提升入侵植物对氮、磷等关键资源的吸收效率，还可能通过公共菌根网络改变植物间的资源分配格局，从而强化入侵植物在群落竞争中的生态优势。

   在互作效应层面，菌根真菌并非单纯作为入侵植物生长的“促进因子”存在，而是深度参与其定植、扩张及生态反馈过程。一方面，菌根真菌通过扩大根系吸收界面、增强养分转运效率及提升抗逆能力，促进入侵植物在异质环境中的建立与扩散；另一方面，入侵植物通过根系分泌物、化感物质释放及碳分配调节等方式重塑菌根真菌群落结构与功能，进而形成有利于自身持续扩张的地下反馈机制。

   在土壤氮循环机制方面，该文从多个层面进行了系统归纳。其一，入侵植物与菌根真菌互作能够显著改变土壤功能微生物群落组成，影响固氮微生物、氨氧化细菌和氨氧化古菌等关键类群的丰度与活性，从而调节氮转化过程；其二，二者互作能够影响土壤硝化与反硝化作用，改变氮素的转化路径、保留效率及损失方式；其三，固氮酶、脲酶及硝化相关酶活性会在这一过程中发生响应，进而影响氮循环速率；其四，二者还可通过改变土壤结构、团聚体稳定性、通气透水性及pH等理化属性，从微环境层面持续调控氮循环过程。

   文章认为，未来仍需进一步加强以下方面的研究：其一，入侵植物与菌根真菌互作的分子调控机制与信号传导过程；其二，气候变化背景下温度、水分、氮沉降等环境因子对该互作及其氮循环效应的调节作用；其三，不同入侵阶段与时空尺度下地下互作过程的动态特征；其四，基于菌根生态学原理的入侵植物治理与生态修复策略构建。相关研究的持续推进，将有助于从地下生态过程视角深化对植物入侵机制的理解，并为土壤健康维护与生态系统管理提供理论支撑。

   该研究得到江西省自然科学基金面上项目（20224BAB205032）和江西省“双千计划”人才项目（jxsq2019201078）资助。

论文链接：刘熹，黄弘远，易盛昌，余雅迪，王皓，倪小康，胡玉丽，张令^*.入侵植物与菌根真菌互作及其对土壤氮循环的影响研究进展.植物研究，2025,45(3):371−385.

https://bbr.nefu.edu.cn/CN/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.008