气候紧张的树木从新的微生物伙伴关系中获得推动

气候变化使植物受到温度和降水的快速变化，将它们推入新的范围，并在旧的范围内施加压力。

根据威斯康星大学麦迪逊分校今天发表在《科学》杂志上的新研究，通过在地下结交新的微生物朋友，树木可能更容易适应这两种情况。

植物生活在各种寒冷的高温和雨水中，但它们并不能单独填补它们的生态位。除了生活在树上和周围的动物和昆虫 - 时不时地投入以帮助授粉或害虫控制或种子传播 - 土壤中有无数的微生物(如沿着树根生长的各种真菌)。这些微生物可以通过帮助树木吸收更多的养分和水分，或者影响它们出叶或开花的时间以最好地匹配季节性条件来减轻生活的正常压力。

这种关系可以在气候适应方面发挥重要作用。

“气候变化比大多数树木习惯的更快地增加新的压力，”威斯康星大学麦迪逊分校植物病理学教授理查德兰库说。“我们对大多数树种必须如何反应有所了解 - 它们将被推出哪里以及它们可以移动到哪里。但这是基于我们认为树木本身可以处理的东西。如果我们赞扬森林改变微生物群落，森林实际上可能会更有弹性。

为了测试来自不同地区的微生物群落如何影响受压树木的方式，兰库与研究科学家Cassandra Allsup和研究专家Isabelle George一起在当前范围的遥远边缘种植了树木。来自一长串落叶树种的幼苗 - 橡树，榆树，山核桃，枫树等 - 在威斯康星州北部和诺伊州中部的地块上相距约450英里。

在将树木移动到遥远的地块之前，它们从威斯康星大学麦迪逊温室中的种子中发芽，这些种子来自从诺伊州和威斯康星州12个地点收集的不同土壤样本中，建立了不同的微生物关系。一些树木生长在树木范围中央附近收集的熟悉土壤中。一些微生物群落是通过在从物理上更接近(或在典型温度和降雨条件下更相似)到实验地块收集的土壤中发芽而引入新的微生物群落的，他们将在其中生活三年。

在威斯康星大学麦迪逊分校的肯普自然资源站以北，阔叶林自然让位于以常绿树木为主的树林，树木与微生物关系的影响是显而易见的。

“这些树都很好地度过了夏天，除非它们被鹿吃掉了，”兰库说。“在寒冷的冬天，我们看到了成功的分离。暴露于北部微生物的幼苗比那些预先接种来自威斯康星州南部的微生物的幼苗更有可能度过冬天，威斯康星州南部是它们居住的正常心脏。

根据研究人员的结果，用从最冷地点采样的微生物生长的树木在三个寒冷的冬天中存活的可能性至少高出50%，这可能是气候变化范围的新前沿。

在南部地区，树木可能会受到比它们喜欢的更高的温度，结果对于与熟悉气候的微生物相匹配的树木来说同样是积极的 - 尽管弹性的提高仅限于倾向于与某些类型的微生物配对的树种，称为丛枝菌根真菌，刺穿植物细胞壁。遭受人工干旱并与从最干旱条件下进口的微生物配对的树木获得了最大的生存提升，这可能是丛枝真菌收集水分的天赋的结果。

除了更好地了解树木和微生物在应对气候变化的竞赛中协同工作的方式之外，植物与真菌的配对可能对重新造林地球的计划有利。

“在减缓气候变化战略中承诺在全球范围内种植的树木数量只是天文数字，”兰库说。“植树是每个人都同意的一种气候变化缓解策略，因此每个人都有种植数十亿万亿棵新树的计划。

虽然这对成熟生长或下一代自然播种的树木没有帮助，但兰库的实验室正在中西部招募树木苗圃作为更多微生物接种项目的合作伙伴，以使新幼苗获得优势。

“我们想知道我们是否可以利用这项研究，是否可以在该国的不同地区战略性地使用它，”兰库说。“如果我们要接近政府设定的植树和森林面积恢复目标，这样的想法可能会对这些项目的成功产生重大影响。