Gymnosperms demonstrate patterns of fine-root trait coordination consistent with the global root economics space

IF 5.3 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY Journal of Ecology Pub Date : 2024-05-02 DOI:10.1111/1365-2745.14315

Jessica R. Langguth, Marcin Zadworny, Karl Andraczek, Marvin Lo, Newton Tran, Kelsey Patrick, Joanna Mucha, Kevin E. Mueller, M. Luke McCormack

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杂交植物表现出与全球根系经济学空间一致的细根性状协调模式

，2021 年），因为根系结构历来较少被测量。细根分枝有利于更密集地探索成片的土壤资源，但似乎与根系形态关系不大且完全脱钩（Kong 等人，2014 年；Liese 等人，2017 年）。此外，Li 等人（2017 年）注意到，沿着水分梯度，根系分枝结构的种内变异很大，能更好地适应不断变化的环境条件。因此，根系结构特征可能代表了植物对当地土壤条件的可塑性反应，而不是独特资源获取策略进化的保守结果。同样，单根长度和比根面积（SRA）是重要的形态特征，但对其与其他功能特征的协调性研究不足。从理论上讲，比根面积最直接地反映了每单位质量投入的土壤与根表面之间的潜在接触面积，而单根长度则有助于确定每根的总表面积。在宽系统发育范围内进行测试时，根长与直径之间有很强的正相关性（Chen 等人，2013 年；Kong 等人，2014 年），而在系统发育范围较窄的研究中（即在柞树属内；McCormack 等人，2020 年），根长与直径之间则呈负相关、在本研究中，我们旨在量化裸子植物细根的性状-性状关系和变异，并确定裸子植物物种间的性状关系是否与新兴的全球性状框架一致。我们从代表现存 12 个裸子植物科中 11 个科的 38 个系统发育多样的物种中采集了新的细根样本，并将我们的新观察结果与细根生态学数据库（FRED；Iversen 等，2017 年）中的观察结果相结合，因此我们的数据集共包括 66 个裸子植物物种。鉴于裸子植物在进化过程中占据了许多与被子植物相同的生态多样性栖息地，我们预计裸子植物的细根性状在不同物种之间会表现出很大的差异，这与在木本被子植物中观察到的情况类似。我们假设(1) 形态特征直径、SRL、SRA 和单根长度在裸子植物物种之间以及在多个根目中测量的单个性状之间具有很强的协变性。此外，直径和 SRL 分别与菌根定植率呈正相关和负相关。相反，RTD 与其他形态特征的相关性很弱，但与根系 N 负相关。（2）建筑特征分枝率与细根形态特征或根系 N 的相关性不大，这反映了裸子植物细根适应资源觅食的其他策略。基于前两个假设，我们预计形态学性状、根系 N 和菌根定植率将共同形成与全球根系经济学空间一致的性状综合体（sensu Bergmann et al.(3) 以前观察到的在系统发育上较为保守的性状（即直径和 SRL）将表现出不同的进化模式；具体而言，在裸子植物支系中，分化时间较早的科比分化时间较晚的科具有更大直径的细根。

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来源期刊

Journal of Ecology 环境科学-生态学

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审稿时长

3.0 months

期刊介绍： Journal of Ecology publishes original research papers on all aspects of the ecology of plants (including algae), in both aquatic and terrestrial ecosystems. We do not publish papers concerned solely with cultivated plants and agricultural ecosystems. Studies of plant communities, populations or individual species are accepted, as well as studies of the interactions between plants and animals, fungi or bacteria, providing they focus on the ecology of the plants. We aim to bring important work using any ecological approach (including molecular techniques) to a wide international audience and therefore only publish papers with strong and ecological messages that advance our understanding of ecological principles.