中国科学院植物研究所研究员白文明、副研究员周萌等详细阐明了单子叶和双子叶植物的根系经济空间特征，从解剖结构视角揭示了单子叶和双子叶植物独特的资源获取策略。相关研究成果近日发表于《生态学杂志》（Journal of Ecology）。
根系性状二维经济空间的提出，为理解植物资源获取策略及其对生态系统功能与过程的驱动作用提供了重要的理论框架。根系性状变异的二维性与根的解剖结构密切相关，尤其是皮层和中柱随直径的异速增长关系。近期研究表明，根系的解剖结构并非固定不变——皮层和中柱的比例会随根级显著变化。目前多数相关研究忽视了这种解剖结构变化对根系性状经济空间的影响。
为更全面解析草本植物的资源获取策略，白文明团队对内蒙古典型草原32种多年生草本植物不同根级的解剖结构及与经济空间相关的根系性状进行了系统测定与分析，详细阐明了单子叶和双子叶植物的根系经济空间特征。
研究人员发现，根系解剖结构，特别是皮层比例和次生生长的差异，是驱动根系性状经济空间随根级变化的关键因素。单子叶草本植物由于缺乏次生生长，不同根级间的根系性状经济空间特征较为一致，其根系性状变异主要由皮层比例驱动的“菌根共生维度”主导；相反，双子叶草本植物的根系性状经济空间特征随根级发生显著变化。在双子叶植物的低级根中，菌根侵染率与比根长的变化相对独立，但与根氮含量在第二主成分轴上呈负相关关系，这可能是由于双子叶植物中的豆科成员能够与固氮菌形成可替代的共生关系，削弱了传统根系经济空间中的协作维度。
更重要的是，研究人员发现，在双子叶植物中菌根侵染率与皮层比例的相关性显著强于与根直径的相关性。随着根级升高，次生生长导致中柱的比例随根系直径显著上升，而皮层比例降低。这一解剖结构的变化使比根长与菌根侵染率呈正相关关系，与经典根系经济空间中两者的权衡关系形成鲜明对比，揭示了次生生长对根系经济空间的显著影响。
该研究结果为深入探讨根系结构对植物及生态系统功能的潜在影响奠定了重要的理论基础。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1111/1365-2745.70179