FE | 南京大学揭示凋落物 C/N 比调控外生菌根真菌双重功能机制
南京大学生命科学学院田兴军教授、贾永教授团队在国际生态学期刊《Functional Ecology》发表最新研究成果。该研究以外生菌根真菌（EcMF）- 马尾松幼苗为研究对象，选取 5 种不同 C/N 比凋落物构建微宇宙分解体系，通过 120 天动态监测与多组学分析，系统阐明凋落物 C/N 比调控外生菌根真菌分解与养分吸收双重功能的核心机制，颠覆传统 “外生菌根抑制分解” 的单一认知，明确低 C/N 比凋落物促进分解、高 C/N 比凋落物抑制分解的功能分异规律，揭示菌根真菌通过调控微生物活性实现碳氮释放、促进宿主生长的关键路径，为森林生态系统养分循环调控与植被培育提供重要理论支撑。研究背景与科学问题
外生菌根真菌（EcMF）是连接植物与土壤的关键共生微生物，既通过菌丝网络获取宿主碳源，又参与凋落物分解、调控养分释放，在森林碳氮循环中发挥双重功能。传统研究认为 EcMF 通过 “加吉尔效应” 抑制分解，但近年发现其功能存在显著分化，凋落物化学计量（C/N 比）被推测是关键调控因子，但其作用机制尚不明确：EcMF 如何响应不同 C/N 比凋落物？分解功能分化的微生物介导路径是什么？养分释放如何影响宿主生长？这些问题成为森林菌根互作研究的核心瓶颈。研究设计与方法
研究采用对照接种微宇宙试验，设置 EcMF 接种组与非接种对照组，选取低 C/N 比（苔草、山胡椒、枫香）与高 C/N 比（麻栎、马尾松）5 种典型凋落物，构建 10 组处理体系。定期测定凋落物分解速率、碳氮残留量、微生物生物量与胞外酶活性，结合PLS-PM 路径模型解析调控机制，明确 EcMF 对宿主生物量与氮含量的影响。核心研究发现
凋落物 C/N 比决定 EcMF 分解功能分异EcMF 对凋落物分解呈现双向调控：对低 C/N 比凋落物分解速率提升 13%–28%，对高 C/N 比凋落物分解速率降低 19%–20%；且存在阶段依赖性—— 低 C/N 比凋落物初期抑制、后期促进，高 C/N 比凋落物全程抑制。C/N 比调控菌丝 - 微生物互作驱动分解低 C/N 比凋落物下，EcMF 菌丝提高碳氮分解酶活性、促进微生物增殖，加速碳氮释放；高 C/N 比凋落物下，菌丝与腐生真菌竞争氮源，抑制微生物活性，降低分解效率。EcMF 促进宿主生长，效应依赖凋落物 C/N 比EcMF 显著提升宿主生物量（低 C/N 比组提升 20%–30%，高 C/N 比组提升 14%–16%）；低 C/N 比凋落物下，菌丝介导碳氮释放直接提高宿主氮含量，高 C/N 比凋落物下则通过菌丝扩展间接促生长。研究意义与展望
该研究定量揭示凋落物 C/N 比是调控 EcMF 双重功能的核心开关，阐明 “化学计量 - 菌根 - 微生物 - 养分循环” 的级联调控机制，完善森林菌根共生理论。研究为人工林养分管理提供新思路：培育马尾松等针叶林时，可配施低 C/N 比阔叶凋落物，激活菌根分解功能、提升土壤肥力。未来需结合野外长期试验，探究全球变化背景下凋落物化学计量对菌根功能的动态调控。该论文第一作者为Mei Yan博士，田兴军教授与贾永教授为共同通讯作者，研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金等资助。
