植物性狀種內(nèi)變異受遺傳變異與表型可塑性的雙重調(diào)控。根系作為植物獲取水分與養(yǎng)分的核心器官，不僅支撐植物個體的生長與生存，還通過調(diào)節(jié)資源競爭等影響物種間的相互作用，并通過碳輸入、養(yǎng)分循環(huán)等過程影響生態(tài)系統(tǒng)功能。因此，根系性狀的種內(nèi)變異程度對多物種共存與生態(tài)系統(tǒng)功能可能存在深刻影響。

北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院朱彪課題組通過在黑龍江帽兒山溫帶森林、湖北神農(nóng)架山地森林與云南普洱山地森林進(jìn)行野外原位取樣，并整合全球尺度根系性狀數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)分析了自然群落根系性狀種內(nèi)變異的緯度格局。研究表明，種內(nèi)變異在根系性狀總變異中占據(jù)重要組成部分，其中生理性狀(根系分泌物速率)表現(xiàn)出最高的種內(nèi)變異程度。沿高緯度地區(qū)至低緯度地區(qū)，根系性狀種內(nèi)變異程度呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢，這可能與環(huán)境過濾(抑制作用)和植物競爭(促進(jìn)作用)對根系性狀表達(dá)的雙重調(diào)控有關(guān)。另外，根系性狀種內(nèi)變異程度表現(xiàn)出可預(yù)測模式，即根系直徑越大的物種，其根系性狀種內(nèi)變異的程度越高。本研究揭示了種內(nèi)變異對根系性狀多樣性形成具有重要作用，為從地下部視角探討種內(nèi)性狀變異如何影響植物多樣性形成與生態(tài)系統(tǒng)功能奠定了理論基礎(chǔ)。

圖1 自然群落植物根系性狀種內(nèi)變異的緯度格局

該研究成果以“The latitudinal pattern of fine root intraspecific trait variation among species in plant communities”為題于2025年10月22日在線發(fā)表于Nature Communications期刊。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院博雅博士后韓孟光(現(xiàn)工作于東北林業(yè)大學(xué))為第一作者，朱彪教授為通訊作者，其他合作者包括華東師范大學(xué)陳迎副教授、北京大學(xué)碩士研究生干大勇、于淼、李瑞、韓云風(fēng)、東北林業(yè)大學(xué)谷加存教授、中國林業(yè)科學(xué)研究院高原林業(yè)研究所李帥鋒研究員和蘇建榮研究員、美國莫頓樹木園M. Luke McCormack研究員。本研究受到國家自然科學(xué)基金項目(32425038; 32301348; 32588202)和中國博士后科學(xué)基金(BX20220003; 2022M720006)的資助。

論文鏈接: https://www.nature.com/articles/s41467-025-64451-6