ISME | 以色列魏茨曼研究所研究揭示菌根网络介导地下碳转移！

地下的相互作用在维持全球的森林稳定性方面发挥着重要作用（ISME | 苏黎世联邦理工学院研究揭示菌根真菌群落组成变化影响森林树木的生长！）。外生菌根真菌(EMF)形成根外菌丝，即从根部发出的丝状真菌菌丝的集合，有助于探索和利用土壤基质环境。EMF共生是基于资源的相互交换，可以积极影响宿主植物的水分关系和对干旱的反应，并增加其对土传病原体的抵抗力。有趣的是，EMF共生关系可以超越单一的树-真菌伙伴关系，形成共同的菌根网络（CMNs）。这些网络同时连接多个植物宿主和菌根真菌，对来自相同或不同物种的大量植物进行定殖。例如，CMNs可以连接属于被子植物和裸子植物的宿主，尽管这些支系在大约2亿年前的侏罗纪时代就已经分化。此外，CMNs已被发现可以转移水分和减少水分胁迫，在碳循环和固着中发挥关键作用，甚至在相邻的植物之间传递胁迫信号。

2022年1月18日，国际权威学术期刊ISME发表了以色列魏茨曼研究所Tamir Klein团队的最新相关研究成果，题为Ectomycorrhizal fungi mediate belowground carbon transfer between pines and oaks的研究论文。

由于土壤生态的复杂性和高度动态性，地下碳(C)的跨领域转移是一个重要的，但又隐藏的生物现象。外生菌根真菌（EMF）是影响地下碳分配的关键生物媒介。EMF共生可以超越单一的树-真菌伙伴关系，形成公用菌根网络（CMNs）。尽管CMNs在森林中很普遍，但人们对转移C过程中EMF的作用以及这些EMF如何反过来影响C转移的动态知之甚少。在此，使用¹³CO₂标记系统对生长在森林土壤中的地中海松和橡树树苗进行标记。在36天内重复取样，以追踪¹³C是如何沿着树木-真菌-树木的途径分布的。为了确定在转移过程中活跃的真菌种类，菌根的根尖用¹³CO₂进行DNA稳定同位素探测（SIP），然后对标记的DNA进行测序。同化的¹³CO₂在四天内到达树根，然后被转移到各种EMF物种。C被转移到所有四个树种的组合中。虽然埃尔默小垫革菌是松树和橡树之间的主要真菌媒介，但Terfezia pini、Pustularia spp.和少孢块菌控制了松树之间的C转移。本研究以时间、数量和分类学数据表明，来自EMF宿主树的C转移到EMF中，并且C被进一步转移到相似和不同系统发育的相邻树上。

图 1：栎属-松属-栎属组合中¹³C转移的证据 (n =2)

图 2：三种处理的根δ¹³C：供体、受体和对照（从上到下）

图 3：松树和橡树根部真菌属的相对丰度

图 4：菌根真菌DNA中的标记碳作为它们在地下碳转移中作用的证据

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