杉木根系分泌物数量和组成对干旱的季节性响应

　　

摘要： 本研究以我国亚热带地区重要人工林树种杉木为对象,设置50%隔离降雨模拟干旱,采集干湿两季细根分泌物,结合总有机碳测定和非靶向代谢组学(LC-MS)分析,研究干旱胁迫下杉木细根分泌物分泌速率及其化学组成的季节响应特征。结果表明: 干旱对杉木根系分泌物的影响具有明显的季节分异,干季根系分泌物的单位根长分泌速率和总有机碳浓度分别显著降低72.7%和74.6%,而湿季分别显著提高58.0%和35.4%。代谢组学分析表明,有机酸、苯类和氨基酸是干旱条件下中亚热带杉木人工林根系分泌物中占比最大的类型。干季酚类(如间苯三酚)、黄酮类(如儿茶素)和苯类(如扁桃酸甲酯)等防御性次级代谢物显著增加,有助于增强杉木抗氧化能力和调控根际微生物群落;而湿季糖类(如葡萄糖、脱氧核糖)和有机酸(如棕榈酸、2-甲基戊二酸)等初级代谢物显著增加,促进杉木调节渗透压和活化土壤有效养分。本研究揭示了杉木采用“干防湿攻”的碳分配策略应对干旱胁迫,即在干季以防御性次级代谢物进行“保守防御”,在湿季以资源获取型初级代谢物进行“主动调适”。