亚洲国产欧美在线_“物為其食”—寄主養分和環(huán)境是桑寄生養分含量的主要決定因素----中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園

　　桑寄生（Mistletoes）是一類(lèi)自身可以進(jìn)行光合作用的莖半寄生植物，主要通過(guò)特化的吸器（Haustorium）從寄主植物直接獲取所需的水分和礦質(zhì)養分。前人的研究主要聚焦桑寄生對寄主的負面影響。然而，近年來(lái)，桑寄生被認為是生態(tài)系統中一個(gè)有益的關(guān)鍵物種，在生物地球化學(xué)循環(huán)中起重要作用。在過(guò)去的40年里，科研人員對桑寄生與寄主之間的礦質(zhì)養分進(jìn)行了大量的比較研究。然而，包含多種養分的桑寄生—寄主礦質(zhì)養分差異的普遍規律尚不清楚，影響了我們對桑寄生養分獲取機制的認識。此外，桑寄生和寄主養分和水分間的耦合關(guān)系及其不同環(huán)境的影響仍不清楚。

　　為研究桑寄生與寄主植物之間的水分和養分關(guān)系，中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園植物生理生態(tài)研究組與美國、澳大利亞和巴西的研究者合作，對生長(cháng)在麗江、哀牢山、西雙版納和元江4個(gè)不同水熱條件下的121對桑寄生—寄主（共344個(gè)重復）葉片的11種礦質(zhì)養分、2種同位素和2種形態(tài)性狀進(jìn)行了測定，旨在探討桑寄生養分和水分關(guān)系的耦合關(guān)系，進(jìn)而揭示桑寄生葉片養分的最佳預測因子。

　　主要發(fā)現有：（1）不同生境中桑寄生比其寄主有更高的磷、鉀、硼含量和氮穩定同位素豐度，其它礦質(zhì)元素含量與寄主相似，表明除了被動(dòng)吸收外，桑寄生養分的獲取還與吸器的主動(dòng)和選擇性吸收有關(guān)。桑寄生比寄主有顯著(zhù)更低的碳穩定同位素豐度（δ¹³C），說(shuō)明其有更低的長(cháng)期水分利用效率。桑寄生還具有肉質(zhì)多汁的葉片結構和高的飽和含水量。不同樣地解釋了多維性狀空間中的大部分變異，說(shuō)明在桑寄生和寄主養分、形態(tài)性狀的比較研究中不能忽略環(huán)境的影響。（2）隨著(zhù)寄主氮濃度的增加，桑寄生和寄主 δ¹³C 的差值變小，這為“氮寄生假說(shuō)”（桑寄生高蒸騰速率是為了從寄主獲取氮）提供了證據。（3）在多數情況下，寄主養分濃度是桑寄生元素含量的最佳預測因子，但是環(huán)境、寄主植物生活史類(lèi)型（不同生長(cháng)型、葉片習性和固氮類(lèi)型）和桑寄生葉片形態(tài)性狀等因素對部分養分濃度也有重要影響。與蒸騰相關(guān)的參數僅解釋了桑寄生養分濃度很小的變異，說(shuō)明桑寄生養分和水分的吸收可能不是緊密耦合的。此外，以往研究中經(jīng)常被忽略的隨機效應（桑寄生和寄主種屬特異性）在桑寄生和寄主養分和形態(tài)的對比研究中也起重要作用。該研究強調了寄主養分狀況、環(huán)境條件和種屬特異性在決定桑寄生養分庫中的重要作用，它們共同解釋了亞熱帶和熱帶生態(tài)系統中桑寄生與寄主的養分相互關(guān)系。

　　相關(guān)研究成果以“You are what you eat: nutrient and water relations between mistletoes and hosts”為題發(fā)表在國際植物學(xué)期刊New Phytologist上。植物生理生態(tài)研究組助理研究員張云冰為該論文的第一作者，張教林研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項目、中科院西部之光項目等的資助，同時(shí)得到了園林園藝中心、公共技術(shù)中心和麗江、哀牢山、版納、元江生態(tài)站的支持。