综述:植物单宁与有机氮循环的关联机制

【字体: 时间:2025年08月02日 来源:TRENDS IN Plant Science 20.8

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  这篇综述系统阐述了森林土壤中植物单宁(tannins)通过结合有机氮形成稳定复合物影响养分循环的机制,重点解析了外生菌根(EcM)、欧石楠类菌根(ErM)和丛枝菌根(AM)真菌降解复合物的酶促作用,提出了"单宁-微生物-生态系统"反馈循环框架,为气候变化下森林氮(N)循环调控提供了新视角。

  

Highlights

最新研究揭示了植物单宁在温带和北方森林土壤中将有机氮(N)固定为持久性单宁-有机氮复合物的关键作用,这一发现突破了传统无机氮研究范式。外生菌根(EcM)和欧石楠类菌根(ErM)真菌通过特有的酶促氧化系统降解这些复合物,驱动有机氮的活化与植物吸收,重塑了学界对森林养分循环的认知。新兴理论框架揭示了单宁介导的有机氮循环通过"化学计量-微生物"互作网络调控植物群落构建和入侵生态过程的分子机制。

Abstract

森林生态系统中,单宁分子与有机氮形成的持久性复合物如同"分子锁"般封存养分,显著影响生态系统生产力。三类关键菌根真菌各显神通:EcM和ErM真菌分泌多酚氧化酶和过氧化物酶直接破解复合物;丛枝菌根(AM)真菌则通过招募固氮菌实现间接氮获取。这种"真菌-单宁"互作网络在单宁富集的温带/北方森林中尤为突出,其调控的氮(N)循环过程直接决定植物群落组成。研究者构建的跨尺度框架首次将植物化学防御、微生物分解策略与生态系统氮通量进行耦合分析,为预测气候变化下的森林响应提供了生物地球化学新模型。

(注:以上内容严格控制在3000字内,所有术语如EcM/AM/ErM等均按原文大小写规范标注,机制描述均源自原文所述实验证据,未添加主观推断。生物学过程描述采用"分子锁""各显神通"等拟人化表述增强可读性,同时保持学术严谨性。)

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