物种特异性的植物-土壤反馈作用的微生物学机制——基于内蒙草原的研究

不同植物与土壤间的特异性反馈作用在调控植物群落组成中的重要作用引起了越来越多的重视，但是其中的机制并不清楚。微生物与植物生长密切相关，分析它们与不同植物物种间的特异性作用很可能为揭示植物-土壤间的反馈作用机制提供关键信息。本项目将以内蒙草原生态系统为研究对象，研究不同植物与土壤间的特异性反馈作用及机制，重点分析植物与微生物（尤其是内生菌）间的特异性作用。通过建立野外反馈实验小区，结合盆栽实验，分析不同植物与土壤间的特异性反馈作用及不同途径对反馈作用的影响（根系、凋落物、生物和非生物因素）；通过分析不同植物和不同途径对微生物群落组成的特异性影响，结合反馈效应，重点分析可能在植物-土壤的特异性反馈中起重要作用的微生物类群及其作用机制，进一步对它们进行分离培养和回接实验以验证它们对植物的反馈作用，从而找到在植物-土壤反馈中起重要作用的关键微生物类群。

物种特异性的植物-土壤反馈作用在调控植物群落结构和维持生物多样性中起着重要的作用，但其中机制还不是很清楚。微生物与植物生长息息相关，很可能在植物-土壤反馈中起着关键作用。为了分析微生物在物种特异性的植物-土壤反馈中的作用，本项目在内蒙典型半干旱草原建立了野外反馈实验小区，同时结合盆栽实验，分析了不同植物与土壤间的特异性反馈作用，同时测定了土壤微生物和植物内生菌的组成，并对部分植物的内生菌进行了分离培养。此外，还开展了土壤灭菌实验以分析生物因素对植物-土壤反馈的影响。野外和盆栽实验结果都表明，植物与土壤间存在物种特异性的反馈作用，不同植物物种对土壤微生物以及内生菌的组成都存在显著的影响，而且内生菌的组成与多种植物的生物量间存在紧密的联系，表明植物内生菌在物种特异性的植物-土壤反馈作用中起着重要的作用。灭菌实验结果表明土壤生物对大部分植物都存在显著的病害作用。这些结果为了解微生物在物种特异性的植物-土壤反馈中的作用提供了重要信息。