Достигнут новый прогресс в исследовании ризосферной азотфиксации инвазивных растений в условиях долгосрочного потепления

Команда Инь Хуацзюня из Чэндуского института биологии Китайской академии наук совместно с командой Ли Цзинцзи из Чэндуского технологического университета исследовала инвазивное растение канадский золотарник (Solidago canadensis), чтобы выяснить реакцию структуры и функций корневых и ризосферных азотфиксирующих бактериальных сообществ на долгосрочное потепление и её потенциальные механизмы. Результаты опубликованы в журнале Plant, Cell and Environment.

Многочисленные данные показывают, что потепление сильнее стимулирует рост инвазивных растений, чем неинвазивных, что усиливает риск инвазии в условиях потепления климата. Это означает, что инвазивным растениям нужно больше азота для увеличения биомассы. Однако современные исследования в основном сосредоточены на том, как инвазивные растения повышают использование внутренних источников азота, таких как поглощение почвенного азота и эффективность использования азота растением, и в определённой мере игнорируют ключевой внешний путь поступления азота — несимбиотическую азотфиксацию в корнях и ризосфере. В работе показано, что долгосрочное потепление стимулировало рост канадского золотарника, но обилие и транскрипционная активность корневых и ризосферных азотфиксаторов не увеличились одновременно; в фазу цветения транскрипционная активность ризосферных азотфиксаторов даже значительно снизилась. Изменения активности в цветение тесно связаны с перестройкой метаболома ризосферы и изменением состава сообщества азотфиксаторов, особенно у таксонов, связанных с Bradyrhizobium; в фазу роста такие связи были слабее, что указывает на возможную зависимость реакции от стадии развития.

Увеличение удельной длины корней и эффективности использования азота листьями при потеплении показывает, что канадский золотарник в большей степени опирается на внутренние пути использования азота, а не на внешнее поступление через корневые и ризосферные азотфиксирующие микроорганизмы. Поскольку азот на исследуемом участке был относительно обеспечен, авторы указывают на необходимость дальнейших исследований по градиенту азота, чтобы изучить регуляцию корневой и ризосферной азотфиксации при потеплении и дать научную основу для прогноза динамики растительных инвазий в условиях изменения климата.