1.杉木人工林土壤植物源与微生物源碳对磷输入的差异化响应
土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统最大的碳库，其积累和转化过程受土壤养分有效性调控，而磷（P）是亚热带最重要的限制养分之一，磷有效性变化如何影响SOC的组分仍不清楚。为此，研究团队依托福建三明森林生态系统国家科学观测研究站的长期磷添加实验平台，结合根系—菌丝隔离实验，系统研究了磷添加对土壤有机碳组成的影响。结果发现，连续5年磷添加显著降低了植物源碳含量，这主要与植物地下碳分配减少以及木质素分解增强有关，尤其表现为V型和S型木质素单体含量下降。与植物源碳不同，磷添加显著提高了微生物源碳的含量，原因可能是磷添加促进了植物源碳向微生物源碳的转化；同时降低了微生物源碳的分解。根系和菌丝排除实验进一步表明，相比微生物源碳，植物源碳对磷添加更敏感，也更依赖根系—微生物互作过程。该研究有助于厘清磷添加如何影响森林土壤有机碳的组成与积累，为磷限制生态系统的土壤有机碳封存策略提供理论依据。
研究成果以“Divergent responses of soil plant-derived and microbial-derived C to phosphorus input in a Chinese fir plantation”为题发表于《Geoderma》。我院2025级博士研究生王晨颖为第一作者，范跃新研究员为通讯作者，研究得到了国家自然科学基金（32192433、32171587和32371674）与福建省自然科学基金会（2024J01467）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2025.117489
图1 磷添加对森林土壤植物源碳和微生物源碳的影响机制
根系磷（P）获取能力是植物在长期进化过程中形成的包括分子信号调控、生理响应调节及生态协同机制的精细层级系统，是植物适应低磷环境的基础。针对胞内信号传导、植物表型可塑性与根际生态过程之间缺乏系统整合的问题，本研究构建了一个连接基因调控与生态系统过程的根系磷获取多尺度框架，主要包括：（1）分子水平的根系低磷感知与磷饥饿响应（phosphate starvation response，PSR）激活机制；（2）信号介导的根系形态与功能可塑性响应；（3）增强根系磷获取的根际微生物协同机制。在此基础上，进一步明确了PSR核心模块与根际生态功能之间的内在联系，揭示了根系协同分子信号、生理调控与生态互作以应对磷胁迫的级联机制。本研究为深入理解植物磷获取策略提供了理论支撑，也为分子育种、微生物菌剂开发及农业磷资源高效利用提供科学依据。
研究成果以“An integrated multiscale framework of root phosphorus acquisition: from molecular signaling to rhizosphere ecology”为题于2026年5月在线发表于 Journal of Plant Ecology 期刊。我院2024级硕士研究生金玲为论文第一作者，杨柳明正高级实验师、范跃新研究员为共同通讯作者，研究得到了国家自然科学基金（32371674, 41977090和32171587）与福建省自然科学基金会（2024J01467）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtag107
图2 根系磷获取的多尺度框架：从根系分子信号传导到生态过程
3.叶片磷组分分配、功能及其对植物光合磷利用效率的影响
磷(P)是光合作用的核心元素，也是限制陆地生态系统生产力的关键因子。植物叶片中的磷以无机磷与有机磷形式存在，其中核酸磷（Nucleic acid P）、脂质磷（Lipid P）、代谢磷（Metabolite P）的分配对叶片光合能力和磷利用策略至关重要。本研究综述了已有相关研究，发现光合磷利用效率（PPUE）不仅取决于叶片总磷浓度，还受不同功能磷组分的比例及其在不同条件下的动态分配所调控。具体而言，代谢磷直接参与碳代谢和RuBP合成，脂质磷和核酸磷则通过影响磷脂重塑、蛋白质合成以及酶周转，进而影响PPUE。在P限制条件下，植物通过动员液泡中储存的无机磷、减少脂质磷投入，并将这部分磷重新分配至代谢活跃的生理过程，从而维持光合能力的稳定。进一步研究表明，上述分配模式受内在因素（如物种特征和个体发育）以及环境因素（包括温度、水分供应、光照和土壤养分状况）的共同调控。二者交互作用决定了有限的叶片磷究竟是留存于结构库或储存库，还是优先分配至光合代谢过程。此外，PPUE还受不同形态磷的协同调控，且各形态磷对PPUE的相对重要性因物种特性和环境条件而异。综上，通过整合生理与生态层面的调控机制，本研究强调叶片磷分配策略是深入理解不同物种、不同发育阶段及不同环境下光合磷利用效率的差异以及植物抗逆能力的核心机制。
研究成果以“Foliar phosphorus components: allocation, function, and implications for plant photosynthetic phosphorus-use efficiency”为题发表于《Journal of Plant Ecology》。我院2024级硕士研究生陈鸿飞为第一作者，范跃新研究员和西澳大学Hans Lambers教授为共同通讯作者，研究得到了国家自然科学基金（32371674、32171587、41977090）；福建省自然科学基金项目（2024J01467、2024J01448）的资助。
原文链接：https://doi.org/10.1093/jpe/rtag185
图3 叶片磷（P）组分及其光合作用功能：环境因素、根系磷吸收与整株植物表现的潜在联系
