【摘 要】
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植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)是促进森林生态系统物种共存和多样性维持的关键机制之一.大量证据表明大树周围具有物种特异性的土壤病原菌对其同种幼苗的存活和生长具有明显的抑制作用,而对于异种幼苗更新的影响则相对较弱.然而,时至今日我们仍然未能全面解读PSF这一影响的内在生物学机制.本研究通过对我国亚热带常绿落叶阔叶林常见树种——马尾松(Pinus massoniana)和石栎(Lithocarpus glaber)开展交叉接种盆栽试验,探讨PSF过程对目标树种共存的作用机制.盆
【机 构】
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College of Forestry,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;Process Improvement Department,
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植物-土壤反馈(plant-soil feedback,PSF)是促进森林生态系统物种共存和多样性维持的关键机制之一.大量证据表明大树周围具有物种特异性的土壤病原菌对其同种幼苗的存活和生长具有明显的抑制作用,而对于异种幼苗更新的影响则相对较弱.然而,时至今日我们仍然未能全面解读PSF这一影响的内在生物学机制.本研究通过对我国亚热带常绿落叶阔叶林常见树种——马尾松(Pinus massoniana)和石栎(Lithocarpus glaber)开展交叉接种盆栽试验,探讨PSF过程对目标树种共存的作用机制.盆栽实验所用接种土壤取自天然林地两种目标树种林冠下的表层土壤,分别检测来源于同种大树和异种大树的接种土壤对马尾松和石栎幼苗存活和生长的影响.同时,通过杀菌处理评估不同土壤真菌功能类群,尤其是土壤病原真菌类群在PSF过程中的相对重要性.研究结果表明,石栎幼苗在接种异种大树土壤的情况下生长更好,而马尾松幼苗并未受到接种土壤来源的影响.然而,进行杀菌处理之后,在接种同种大树土壤的盆栽中石栎幼苗的长势更优于接种异种土壤的幼苗,说明土壤真菌类群是调控其PSF过程的关键环节.该研究验证了土壤病原真菌和菌根真菌类群是PSF过程重要的驱动因素,而PSF过程通过调控石栎幼苗的存活和生长,从而促进石栎树种与马尾松树种在群落中的共存.“,”Aims Plant-soil feedback (PSF) is a key mechanism that can facilitate tree species coexistence and diversity.Substantial evidence suggests that species-specific soil-borne pathogens around adult trees limit the performance of home (conspecific) seedlings relative to foreign (heterospecific) seedlings.However,the underlying mechanism remains largely elusive.Methods Here,we conducted a reciprocal transplant pot experiment using seedlings and from two tree species,Pinus massoniana and Lithocarpus glaber that are dominant and coexist in a subtropical,evergreen,broad-leaf forest in Gutianshan,Zhejiang Province of eastern China.We examined how seedlings from the two tree species responded to soils originating from underneath their own versus the other tree species,using a full-factorial design.Additionally,we added a fungicide (benomyl) to half of the pots to evaluate the role of soil-borne fungi on seedling growth.Important Findings We found that the seedlings from L.glaber grew better in soils that were collected from beneath the canopy of P.massoniana,while seedling growth of P.massioniana was not affected by soil origin.The addition of fungicide benomyl resulted in a shift towards more positive PSF effects for L.glaber,indicating that L.glaber seedlings performed better in their own soils than in soils from P.massoniana in the absence of fungi.Our findings highlight the importance of soil-borne pathogenic and ectomycorrhizal fungi in driving PSF,and indicate that PSF may promote the coexistence of two subtropical tree species by reducing the performance of L.glaber in own soils.
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