植物的生长形态塑造了全球菌根共生关系的生物地理分布

《Global Ecology and Biogeography》：Plant Growth Form Shapes the Global Biogeography of Mycorrhizal Symbioses

本研究通过整合30余万种种子植物的分布、菌根类型及生长形式数据，发现木本植物中AM比例随纬度升高递减，ECM和ERM比例上升，草本植物则AM比例递增，ORM递减。驱动因素分别为温度和降水，土壤属性在两者中均起关键作用。表明不同生长形式的植物与菌根共生关系存在差异，可能影响全球植物多样性模式。

　　

摘要

研究目的

大多数种子植物与四种主要的菌根真菌类型之一相关联：丛枝菌根（AM）、外生菌根（ECM）、杜鹃花菌根（ERM）或兰花菌根（ORM）。这些菌根类型是与植物的生长形式（即木本植物与草本植物）紧密演化而来的。然而，菌根植物的生物地理分布如何在不同生长形式之间变化仍不清楚。

研究地点

全球范围。

研究时间范围

当前时期。

主要研究对象

种子植物。

研究方法

通过整合新编纂的物种分布、菌根类型和生长形式的数据库（涵盖超过30万种种子植物），我们展示了菌根植物物种的地理分布模式及其驱动因素在木本植物和草本植物之间的差异。

研究结果

我们发现，当分别分析木本植物和草本植物时，菌根植物的地理分布模式与纬度和环境变量之间的关联更为紧密；而当将所有植物合并分析时，这种关联则不那么明显。具体来说，在木本植物中，丛枝菌根物种的比例随着纬度的升高而减少，而外生菌根和杜鹃花菌根物种的比例则增加。在草本植物中，丛枝菌根物种的比例随着纬度的升高而增加，而兰花菌根物种的比例则减少。这些不同菌根植物的地理分布模式主要受温度影响（在木本植物中），而在草本植物中则受降水影响。有趣的是，土壤性质在塑造两种生长形式下菌根植物的地理分布模式中也起着重要作用。这些结果表明，菌根共生在调节木本植物和草本植物对环境条件的适应方面起着不同的作用。

主要结论

我们的研究揭示了不同菌根类型在全球范围内的分布模式，并表明这些模式背后的驱动因素取决于植物的生长形式。我们认为，与植物生长形式相关的菌根共生可能在塑造全球植物多样性模式中起着重要作用。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本文分析中使用的所有数据和R代码可通过https://figshare.com/s/6706346f2500dfde4d16获取。