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我所在铁线蕨属植物喜钙嫌钙习性研究中取得进展

近日,我所生态与环境研究中心环境生态学团队在国际知名学术期刊BMC Plant BiologyJCR Q1区,IF2019 =3.497IF5y =4.494)上在线发表有关铁线蕨属植物喜钙与嫌钙行为的研究论文“Growth performance and element concentrations reveal the calcicole-calcifuge behavior of three Adiantum species”,廖建雄博士为该论文第一编辑与通讯编辑。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、广西自然科学基金、广西重点研发计划和桂林市科技重大专项等项目的资助。

钙质土与酸性土在我国南方喀斯特地区相邻分布但其上植被明显不同。随着经济活动的增多及极端暴雨频率的增加,这两种土壤越来越容易相互“污染”。在此过程中,钙质土特有植物(喜钙植物)与酸性土特有植物(嫌钙植物)将因为土壤性质的改变面临生存风险。因此,研究这些特有植物的适应差异及机制,不但有利于其生长与分布的说明,也有利于全球气候变化背景下其保护与利用。

野生植物的喜钙或嫌钙行为一般与元素缺乏或毒害有关,然而这些研究主要限于种子植物且具体机制仍未明确。铁线蕨属植物是蕨类植物中重要的药用、观叶和环境指示植物,在我国南方喀斯特地区,它们大多数种类分布于钙质土上,但少数种类如扇叶铁线蕨是酸性土指示植物。这种同属不同物种间土壤习性的差异有助于研究适应机制时减少系统发育背景的干扰。为此,我所广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室环境生态学团队选取广西桂林喀斯特地区三种常见的铁线蕨属植物(钙生的条裂铁线蕨、假鞭叶铁线蕨及嫌钙的扇叶铁线蕨)进行了为期4个月的土培处理并比较分析了它们的生长表现与元素浓度。研究结果表明:1)嫌钙的扇叶铁线蕨在钙质土上叶钙浓度过高并缺钾,其生长不良应与此有关;2)喜钙的条裂铁线蕨与假鞭叶铁线蕨在钙质土上均能有效地吸取磷与钾,但前者属于低叶钙或拒钙型,后者属于铝富集耐钙型;3)酸性土与钙质土相互“污染”后,条裂铁线蕨的生长未受影响,扇叶铁线蕨的生长受到抑制,而对假鞭叶铁线蕨的生长有促进作用。

论文链接:https://bmcplantbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12870-020-02538-6

在酸性土、钙质土与混合土上生长的扇叶铁线蕨(Af)、条裂铁线蕨(Ac)与假鞭叶铁线蕨(Af)的根叶元素浓度




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