打印西南亚高山森林自然恢复过程大致上包括草地、灌丛、针阔混交林三个阶段，而针叶树的成功定居是过渡到顶级生态系统的决定性环节。外生菌根（Ectomycorrhizal, EcM）作为针叶树中普遍的菌根类型，在调控树苗养分吸收和病原菌抵抗力等方面发挥着重要作用。然而，不同演替阶段植物来源的土壤微生物遗留物（soil microbial legacy）是否对针叶树苗生长、根系EcM真菌类型产生差异化的反馈作用还尚不清楚。
基于此，本实验采集川西亚高山森林不同演替阶段优势植物（3种草本、2种灌木和4种乔木）的根围土壤，作为不同来源的土壤微生物遗留物接种到灭菌迹地土中，消除土壤理化性质的影响。在混合土壤中分别种植粗枝云杉和岷江冷杉幼苗，室内培养13个月后收获幼苗生物量，测定根系形态、菌根定殖率和土壤无机氮含量，同时采用高通量测序技术比较不同根系样品的真菌群落组成、探测类型并分析其调控机理。研究结果表明：1）演替中期灌木和后期乔木的土壤微生物遗留物有利于根系EcM的定殖，提高根系对土壤无机氮的吸收并促进幼苗生长；2） 不同演替阶段来源的土壤微生物有利于根系子囊菌门和具有“短距离”探测类型EcM真菌的定殖，其中演替前期草本和中期灌木的土壤微生物促使更多Trichophaea, Geopora和Hebeloma在根系定殖，而演替后期乔木的土壤微生物有利于根系Wilcoxina (宿主特异性低；对碳水化合物需求较少；降解几丁质，提高土壤氮素有效性)的积累；3）树苗根系生物量与EcM短距离探测类型的相对丰度呈显著正相关。综上所述，土壤微生物遗留效应通过调节根系EcM定殖率、群落组成和探测类型来影响针叶树幼苗的生长。这些结果为深入了解亚高山森林演替进程中不同土壤微生物对幼苗定居的地下驱动机制提供直接的实验证据支撑。
图1 亚高山森林不同演替阶段土壤微生物遗产中树苗生物量和菌根定殖率
图2 基于RDA分析EcM探测类型与根系生物量和形态的关系（a），短距离探测类型的相对丰度与根系生物量间相关性
上述研究成果近期以“Soil microbial legacy determines mycorrhizal colonization and root traits of conifer seedlings during subalpine forest succession”为题发表于Plant and Soil。刘庆研究员和赵文强副研究员为通讯作者，王晓胡博士生为第一作者。本研究得到了国家自然科学基金 （31870607, 41930645, 32171550）和中国科学院青年创新促进会（2019363）等项目的联合资助。