堪称植物界“神仙水”的居然是它！

  来源：科学大院

  今天导游要带大家去一个地方，

  那里，是一片黑色森林，

  那里，暗网盘错，

  那里，时时刻刻都在交换着秘密信息……

  A： 导游，我要下车，好恐怖。

  B： 小同志，请你相信科学。

  A： 你今天到底要讲什么见不得人的事？

  B： 小同志，你想哪儿去了呀。今天开讲“根系分泌物”！

  无论是参天大树，还是零星小草，都有强大的根系（图1）。我们常用“根本”来指本源、根基，《说文解字》中也说“木下曰本”，表明根在植物生长中发挥着最基础、最重要的功能，它能够吸收水分/养分和固定植物。但是说到根系分泌物，很多人可能都会感到陌生。它到底是什么？

图1。 大树的根系（图片来源：veer图库）

  湿滑黏手的根

  可能有些植物爱好者会有这样的经验，给兰花植物或者君子兰分盆的时候，摸到它的根系表面湿滑黏手，这就是对根系分泌物最直观的体验（图2）。根系分泌物（root exudate）是植物生长过程中，活的且未被扰动的根系通过其不同部位主动或被动释放到根际土壤中的混合物总称。

图2。 君子兰的根系（图片来源：yige.net）

  根系分泌物成分众多，数量各异，种类达200种以上，主要包含离子、氧气、水、酶、黏液等一系列初级代谢产物（如糖、氨基酸等）和次级代谢产物。

  结合根系分泌物化学特性，便于科学研究，通常将其分为三大类：低分子量物质（分子量< 1000 Da）、高分子量物质（分子量˃ 1000 Da）与无机离子。

  它是植物界“神仙水” 拥有六大魔法

  根系分泌物的存在，对植物本身以及对生态系统有什么作用呢？

  根系分泌物作为植物地下部分与土壤进行物质能量交换和信息传递的重要载体物质，是保持根际微生态系统活力与功能特征的内在驱动因素，是根际物质循环的重要组成部分。

  植物向土壤释放根系分泌物来主动调控根际环境，从而使根际成为陆地生态系统中动态最强、最有活力的界面之一。未来根系活动所介导的地下生态学研究主要包括五大科学前沿（图3）。根系分泌物作为植物、土壤和微生物三者间的桥梁，在植物主动适应和被动防御外界环境变化中，具有六大方面作用，包括：

  （1）调控土壤生物地球化学循环关键过程（如养分循环）；

  （2）改变土壤结构形成（如土壤团聚体）；

  （3）释放防御性物质参与化学干扰（化感作用）；

  （4）环境污染物修复（如缓解或者消除金属毒害和污染）；

  （5）释放化学信号物质建立植物-微生物、微生物-微生物之间的对话与交流；

  （6）选择塑造根际微生物群落组成、活性与分布。

图3。 根系生态5大科学前沿暨根系分泌物的功能延展

  所以，根系分泌物简直是植物界的“神仙水”啊！ 

  它的小身体有大能量

  这么小小的根系，能够撬动地球，和全球变化扯上关系，你们相不相信？看似不起眼的根系分泌物是植物应对环境条件的一种重要自我调节手段，在全球变化过程中起着重要的作用。随着全球气候变化，植物根系-土壤-微生物互作过程及其生态反馈效应的重要性日益凸显，即以根系生命活动为核心的根际生态过程与土壤生物地球化学循环过程的耦合研究愈发重要（图4）。

图4。全球气候变化背景下森林生态系统根际生物地球化学循环过程研究框架图（图片来源：作者）

  那么问题来了，气候变暖怎么与根系分泌物产生交集呢？科研人员发现，在没有外源施肥情况下，增温导致亚高山森林植物根系分泌物输入增加，并伴随着土壤氮素循环加快及其养分有效性增加。我们可以这样解读：在土壤肥料不足的情况下，植物通过增加根系分泌物来增加根系碳源输入，以提高土壤微生物活性和养分有效性，从而满足增温状况下植物生长所需养分。这些发现很好的阐释了气候变暖条件下森林生态系统植物生长和生产力持续增长的养分维持机制。

   太复杂了看不懂？来个简单粗暴的拟人化解读：气候变暖，植物生长加快，但由于缺乏足够的养分，它又不能像动物一样外出觅食，找不到补给品的根系急得满头大汗，急得流出眼泪，汗水和泪水（就是

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